CH637241A5

CH637241A5 - Sliding-contact device for a switch

Info

Publication number: CH637241A5
Application number: CH241079A
Authority: CH
Inventors: Rudolf Graf
Original assignee: Sprecher & Schuh Ag
Priority date: 1979-03-14
Filing date: 1979-03-14
Publication date: 1983-07-15
Also published as: DE2930189A1; FR2451622B1; ATA1580A; FR2451622A1; AT376326B

Description

Die Erfindung betrifft eine Schiebekontaktvorrichtung für einen Schalter, insbesondere für hohe Ströme, nach dem Oberbegriff des Anspruch 1. The invention relates to a sliding contact device for a switch, in particular for high currents, according to the preamble of claim 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. Such a sliding contact device is e.g. in CH-45 patent specification 410108. It has a ring of rigid contact bridges which are acted upon by two springs, which is complex and requires relatively large radial dimensions. The numerous and large-volume contact bridges and the fixed contacts must be made of expensive, electrically conductive contact material. It is advantageous that each contact bridge connects the two fixed contacts directly, with only two transition points per contact bridge.

Eine Vorrichtung nach der DE-Offenlegungsschrift 55 A device according to 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. 2350890 and AT patent 330286 naturally also require conductor material for the voluminous fixed contacts and contact bridges. Each of these three parts also has contact fingers made of resilient contact material. This results in 6 transition points, namely one between the 60 contact fingers and the associated contact part and then again between the contact fingers of one part and another contact part.

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. This construction too has too large radial dimensions. In a device according to DE-Auslegeschrift 65 1191465 there are only two transition points, but the fixed contacts are complex and resilient with large radial dimensions, while a rigid cylindrical body is provided as a contact bridge.

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. The invention has for its object to provide a sliding contact device that manages with small radial dimensions despite high mechanical strength, is economical to manufacture and for guiding high currents of e.g. over 500 A is suitable.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Schiebekontaktvorrichtung gemäss Anspruch 1 vorgeschlagen. To achieve this object, a sliding contact device according to claim 1 is proposed.

Als Festkontakte sind einfache starre zylindrische Körper vorhanden, was sowohl fertigungsmässig als auch material-mässig wirtschaftlich ist. Simple rigid cylindrical bodies are present as fixed contacts, which is economical in terms of production and material.

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. The carrier can optionally consist of electrically conductive material, such as aluminum, or also of electrically insulating material, such as glass fiber-reinforced plastic. It is used to transmit mechanical stress. The elastically deformable sleeve made of electrically conductive material, such as spring bronze, is provided as the conductive contact bridge. This sleeve can consist of a suitably structured sheet. Sheet metal parts exposed by appropriate slots and recesses can be appropriately shaped as spring parts, as is the case e.g. is possible through embossing processes. Because of the small radial dimensions with relatively small wall thicknesses of the carrier and the sleeve, both can be provided outside or inside the fixed contacts, depending on how the other parts of the switch, e.g. Gas pressure switch, wants to design.

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. As a rule, it is sufficient if the sleeve is connected to the carrier only locally, usually at points, in such a way that it can participate in its sliding movements. It is particularly advantageous if at least one ring of torsion-spring elements is provided in the sleeve, such as those e.g. are described in CH patents 589948 and 590569. These resiliently deflectable parts are made in one piece with the sleeve.

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. However, other resilient shapes can also be considered, e.g. by slitting the sleeve longitudinally in places and deforming the coherent strips thus obtained in a wave-like manner, adjacent strips being able to carry their waves offset. Here, however, the resilient compression of the strips between the carrier and the respective fixed contact causes an elongation of the sleeve. This can be undesirable in certain cases. However, it allows short contact paths to be achieved in the end area, e.g. if the free end of such strips is folded in an arc.

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. The contact sleeve takes up little space, fulfills its spring function even in narrow gaps and can be made from very thin-walled sheets because it is almost mechanically unstressed. This enables economical use of the expensive contact spring material. Nevertheless, such a thin-walled sleeve can transmit high currents, as can be transferred from the corresponding diameter of the fixed contacts, because their diameter can practically correspond to the diameter of the fixed contacts and their wall thickness plays a rather minor role.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der rein schematischen Zeichnung beispielsweise beschrieben. Es zeigen; The invention is described below with reference to the purely schematic drawing, for example. Show it;

Fig. 1 einen fragmentaren Längsschnitt durch einen Druckgasschalter in Aus-Stellung, 1 is a fragmentary longitudinal section through a pressure gas switch in the off position,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Kontaktzone des Druckgasschalters der Fig. 1 in Ein-Stellung, 2 shows a longitudinal section through the contact zone of the pressure gas switch of FIG. 1 in the on position,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Kontaktzone eines anderen Schalters in Ein-Stellung, 3 shows a longitudinal section through the contact zone of another switch in the on position,

Fig. 4 ein Schaubild eines Hülsenumrisses ohne Details, Fig. 5 einen Ausschnitt einer Hülse gemäss Fig. 4 in Ver-grösserung, und 4 shows a diagram of a sleeve outline without details, FIG. 5 shows a detail of a sleeve according to FIG. 4 in enlargement, and

Fig. 6 einen vergrösserten Ausschnitt einer anderen Hülse. Der Druckgasschalter gemäss Fig. 1 und 2 besitzt statio Fig. 6 shows an enlarged section of another sleeve. 1 and 2 has statio

3 3rd

637 241 637 241

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. Fixed rigid contacts 1 and 2, each of which is connected to a feed line in a manner not shown. In the fixed contact 2, an aluminum cylinder 3 is provided as a carrier of a contact sleeve 4 designed according to FIGS. 4 and 5. The cylinder 3 is displaceable along the axis 5 of the switch with the sleeve 4. With the cylinder 3, a pin 6 is also conductively and rigidly connected, which fits into the socket 7. The socket 7 is in turn conductively and rigidly connected to the fixed contact 1.

Im Zylinder 3 befindet sich ein Kolben 8 mit Ventilen 9, io der starr mit dem Festkontakt 2 verbunden ist. In the cylinder 3 there is a piston 8 with valves 9, which is rigidly connected to the fixed contact 2.

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. In the annular gap 10 between the fixed contact 2 and the cylinder 3, the sleeve 4 is clamped resiliently deformed. If one pushes the cylinder 3 together with the sleeve 4 in the direction of the arrow 12 (FIG. 1), it reaches the position shown in FIG. 2, where 15 part of the sleeve 4 is now also resiliently deformed between the cylinder 3 and the fixed contact 1 is clamped. The electrical connection between the fixed contacts 1 and 2 is thus through the sleeve 4 with only one transition point for each of the fixed contacts 1 and 2, i.e. made with a total of two transition 20 positions.

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. When the cylinder 3 is moved in the direction of the arrow 12 (FIG. 1), the space 13 (FIG. 2) is filled with suitable gas through the valves 9. If the cylinder 3 is now retracted in the direction of the arrow 14 (FIG. 2), the 25 gas cannot escape through the closed valves 9 and passes through the nozzle 15 into the fixed contact 1, as is known per se for pressure gas switches.

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. 1 and 2, the sleeve 4 with its carrier, namely the cylinder 3, is arranged inside the fixed contacts 1 and 2, FIG. 3 shows a switch, the fixed contacts 101 and 102 of which are inside the carrier 103 are arranged, and the sleeve 104 is clamped in the annular gaps 111 and 110. Here, the carrier 103 has no electrical function at all, so that it can consist, for example, of 35 plastic reinforced with glass fibers.

Bei den Schaltern der Fig. 1 und 2 sowie 3 sind die geringen radialen Abmessungen gut erkennbar. Man sieht, dass die In the switches of FIGS. 1 and 2 and 3, the small radial dimensions are clearly visible. You can see that the

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. Fixed contacts 1, 2 or 101, 102 can consist of relatively cheap conductor material and is only necessary for the thin-walled sleeves 4 or 104, more expensive contact spring material in a modest scope and with a modest production outlay. The overall construction of such switches is simple and cheap.

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. The sleeve 104 can in principle be of the same design as the sleeve 4, the latter to be discussed in more detail with reference to FIGS. 4 and 5. 4 shows end regions 40 and 41, which are also referred to in FIG. 5. In FIG. 5, in the end region 40, longitudinal slots 401 can be seen which separate strips 402 from one another, which are corrugated with an offset and can therefore be flattened resiliently in the gap 10 (FIGS. 1 and 2). The end region 41 is divided in FIG. 5 by slits 411 into strips 412 which are bent over in the manner shown. 2 would come into contact with the fixed contact 1. The arrow 12 in FIG. 5 corresponds to the sliding direction 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. Instead of the sleeve 4 described, another sleeve 62 could also be used, as is shown in fragmentary form in FIG. 6, the arrow 12 here also being intended to represent the sliding direction 12 from FIG. 1. In the area 40 or 41 of the sleeve of FIG. 4, at least one ring of lamellas 60 would be provided for the sleeve 62 according to FIG. 6, which are connected via thin webs 61 to the remaining material of this sleeve 62 in such a way that they clamp when the sleeve is clamped 62 in an annular gap (for example the annular gap 10 of FIG. 1) in the direction of the arrows 63 around the webs 61 in a spring deflected manner. The suitable design of such parts 60, 61 is described, for example, in Swiss Patent Specifications 589948 and 590569.

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. The sleeves 4, 104 and 62 can at least in the contact areas, i.e. for example in the end areas 40, 41 (Fig. 4) silvered. They are usually only local, e.g. fixed by rivets to the carrier 3 or 103, which was not shown.

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

637 241

1.Slide contact device for a switch, with two rigid cylindrical fixed contacts which are coaxially opposite one another and which, when switched on, are electrically conductively connected by a contact bridge, which contact spring can be displaced radially resiliently with this support relative to its rigid cylindrical support, with this support coaxial to the fixed contacts, characterized in that an elastically deformed sleeve (4) made of electrically conductive material is provided as a contact bridge in an annular gap (10; 11) between the carrier (3) which receives the mechanical load and the fixed contact (1; 2) relating to it.

2. Sliding contact device according to claim 1, characterized in that the sleeve (104) inside the carrier (103) and outside the fixed contacts (101; 102) is arranged 15.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Sliding contact device according to claim 1, characterized in that the sleeve (4) outside of the carrier (3) and inside the fixed contacts (1; 2) is arranged.

4. Sliding contact device according to one of claims 1 20 to 3, characterized in that the sleeve (4) by partially longitudinal slots (401; 411) separated from each other and bent out in the radial direction strips (402; 412).

5. Sliding contact arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sleeve (62) has at least 25 a ring of rung-like contact-torsion elements (60, 61).

6. Sliding contact device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sleeve is only locally attached to the carrier. 30th

7. Sliding contact arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the carrier consists of aluminum.

8. sliding contact arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the carrier consists of electrically insulating material, such as glass fiber reinforced plastic.