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Stromführende Gelenkverbindung für Trenn- und Leistungsschalter Das
Problem der Stromübertragung zwischen relativ zueinander beweglichen Teilen von
Gelenkverbindungen ist bisher bei Trennschaltern und Leistungsschaltern noch nicht
zufriedenstellend gelöst worden. Flexible Bänder oder federnde Glieder, die mit
beiden gegeneinander beweglichen Teilen verbunden wurden, besitzen nur eine geringe
Lebensdauer. Ihre Herstellung bereitet erhebliche Kosten. Mit weniger Aufwand hergestellte
stromführende Verbindungen neigen zu Störungen und funktionieren nicht immer einwandfrei.
Dies gilt besonders für Hochspannungstrennschalter, bei denen die Gefahr besteht,
daß eine Vereisung der Berührungsflächen der zur Stromübertragung vorgesehenen Mittel
eintritt.
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Die bei Schraubverbindungen bekannten Unterlegscheiben aus draht-
oder fadenförmigem, leitendem Material von hoher Elastizität sind auch nicht dazu
geeignet, den Stromfibergang zwischen den Teilen einer Gelenkverbindung zu verbessern.
Sie wirken nämlich nur als Ausgleich von Unebenheiten der zusammengepreßten Auflageflächen
fest miteinander verbundener, nicht aber beweglicher Teile. Ferner hat man früher
bei elektrischen Maschinen leitende, zusammengepreite Fäden als Bürsten verwendet,
bevor man zu Kohlebürsten übergegangen ist. Elektrische Maschineu besitzen jedoch
eine gänzlich andere Wirkungsweise als die stromführenden Gelenkverbindungen für
Trenn- und Leistungsschalter, mit denen sich die Erfindung befaßt. Bei solchen Gelenkverbindungen
schließen erfindungsgemäß die beweglichen Teile einen Hohlraum ein, in dem zusammengepreite
Metallfäden oder -bänder guter elektrischer Leitfähigkeit so angeordnet sind, daß
sie an den stromführenden Teilen anliegen. Die stromführenden Teile -selbst sind
dadurch völlig eingekapselt und dem Einfluß der Witterung entzogen.
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Wie das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel eines Trennschalters
gemäß der Erfindung zeigt, sind zwei zylindrische metallische Körper vorgesehen,
die aus versilberten Kupferfäden oder -bändern bestehen.. Diese werden zu einem
Gewebe zusammengeknüpft und derart zusammengepreit, daß sie eine zylindrische Gestalt
annehmen. Jeder metallische Körper besitzt ein konisches Ende und ein flaches Ende.
Beide Teile sind im Innern eines Hohlzylinders eines Anschlußstückes getrennt voneinander
angeordnet. Zwischen zwei für die Stromübertragung vorgesehene Arme ist ein Trenmnesser
eingeklemmt. Die beiden Arme besitzen je einen Zapfen, der in den Hohlzylinder des
Anschlußstückes hineinragt. Gegen die Zapfen der Arme legt sich das flache Ende
je eines zylindrischen, metallischen Körpers. Die flachen Enden der beiden metallischen
Körper werden mit Hilfe von federnden Mitteln gegen die sich drehenden Zapfen der
beiden Arme gedrückt. Die Stromübertragung erfolgt von dem Anschlußstück über die
gepreiten metallischen Körper zu den Armen und von hier aus zu dem Trennmesser,
das zwischen den beiden Armen eingeklemmt ist.
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An Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels soll
die Erfindung näher erläutert werden.
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Fi.g. 1 zeigt einen Trennschalter in Draufsicht, bei dem die Stromübertragung
mit Mitteln gemäß der Erfindung erfolgt; Fig. 2 zeigt im vergrößerten Maßstab die
relativ gegeneinander bewegten und der Stromübertragung dienenden Teile, wie sie
beim Schalter nach Fig. 1 vorgesehen sind; Fig. 3 zeigt das metallische Gewebe im
vergrößerten Maßstab, aus dem die zylindrischen, metallischen Körper hergestellt
sind und Fig. 4 eine Draufsicht auf den metallischen Körper, nachdem er gepreit
ist.
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Der Schalter gemäß Fig. 1 besteht im wesentlichen, aus einer sich
drehenden Kontakteinrichtung 10, einem Trennmesser 11 und einer feststehenden Kontakteinrichtung
12. Der Schalter ist wie üblich auf einem
Grundrahmen oder einer
.anderen Tragkonstruktion, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist, befestigt.
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Die Betätigung des Schalters kann in bekannter Weise durch einen Antrieb
erfolgen, -der eine Drehung des Isolators 19 bewirkt,; der die Kontakteinrichtung
10 trägt. Durch die Drehung- des Isolators wird das Trennmesser 11 in einer waagerechten
Ebene gedreht, wodurch das Trennmesser 11 von dem Schaltstück 13 ;entfernt oder
mit diesem ...zur Berührung gebracht wird. Das Schaltstück 13 ist in einem Anschlußstück
14 drehbar gelagert, das: von einem feststehenden Isolator getragen wird, der auf
dem Tragrahmen des Schalters befestigt ist. Die Leitungen werden an dem Anschlußstück
14 und 15 befestigt.
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Wie die Fig. 2 erkennen läßt; besteht -die Kontakteinrichtung
10 aus dem Anschlußstück 15, das einen Hohlzylinder 16 besitzt, und einer
Klemmvorrichtung 17 für,das Trennmesser 11. Die Klemmvorrichtung 17
besteht aus einem unteren Arm 18 und einem oberen Arm 22. Der untere Arm 18 ist
mit Hilfe der .Schrauben 21 an dem Isolator 19 befestigt. Der obere Arm 22 kann
mit Hilfe der Schrauben23 gegen das Trennmesser 11 gedrückt werden, wodurch das
Trennmesser 11 in dem Teil 17 festgeklemmt wird. Der Arm 18 besitzt einen sich nach
oben erstreckenden Zapfen 24, der in das- untere En-de des Hohlzylinders 16 hineinragt.
Der Arm 22. besitzt gleichfalls einen Zapfen 24, der sich nach unten erstreckt und
in das obere Ende des Hohlzylinders 16 hineinragt. Jeder Zapfen 24 trägt eine Hülse
25. Die Hülse 25 kann, wenn sie zu stark abgenutzt ist, leicht ersetzt werden. Das
Trennmesser 11, das von der Klemmvorrichtung 17 gehalten wird, wird durch. Drehung
des Isolators 19 gedreht. -Wie bereits erwähnt wurde, ist die Stromübertragung zwischen
relativ gegeneinander bewegten Teilen bisher noch nicht zufriedenstellend gelöst
worden. Die bisher benutzten -Mittel, z. B. flexible Bänder oder federnde Glieder,
haben den Nachteil, daß die Stromübertragung nicht immer einwandfrei erfolgt, ihre
Lebensdauer verhältnismäßig kurz und die Herstellungskosten relativ groß- sind.
Die bei den bekannten Mitteln vorhandenen Nachteile werden durch die erfindungsgemäße
Ausbildung dieser Mittel vermieden.
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Wie Fig. 2 zeigt, sind im Innern des Hohlzylinders 16 zwei aus metallischem
'Gewebe gepreßte Körper 26 getrennt voneinander angeordnet. Die Körper 26 bestehen
aus metallischen Fäden oder Bändern, die zu einem Geflecht26' verknüpft sind (siehe
Fig. 3). Dieses Geflecht wird, wie Fig.4 zeigt, zu einem zylindrischen Körper 26
gepreßt, -der an einem Ende eine konische Aussparung 27 -besitzt (vgl. Fig.
2). Die metallischen Fäden oder Bänder bestehen vorzugsweise -aus versilbertem Kupfer
oder einem anderen Material hoher elektrischer Leitfähigkeit. Die Körper 26 verhalten
sich- so ähnlich wie metallische Wolle oder ein metallischer Schwamm, sind aber
zusammengedrückt und zu einem zylindrischen Körper geformt. Durch die einzelnen
metallischen Fäden werden zwischen -dem zylindrischen Körper 26 und den bewegten
Teilen viele erschütterungsfreie und federnde Berührungsstellen und damfit viele
punktförmige oder linienförmige Stromübergangsstellen geschaffen.
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In die Aussparung 27 dos zylindrischen Körpers 26 ist ein aus Isoliermaterial.
hergestellter und konisch ausgebildeter Teil 28 eingesetzt. Da die Teile 28 aus
Isoliermaterial hergestellt sind, fließt der Strom nicht durch die Teile 28, sondern
durch die zylindrischen Körper 26 aus Metall. Zwischen den konischen Teilen 28 sind
zwei Federn 29 :und 31 angeordnet.. Infolge der schrägen- Oberfläche der Teile 28
und der Aussparungen 27 wird die Kraft der Federn 29 und 31 in zwei Komponenten
aufgeteilt, die in verschiedenen Richtungen wirken. Durch die eine Komponente werden
die zylindrischen Körper 26 gegen die Zapfen 24 gedrückt, und durch die andere Komponente
werden die zylindrischen Körper 26 gegen die innere Wand des Hohlzylinders
16 gepreßt. Wie bereits erwähnt, werden die Arme 18 und 22 durch die Schrauben 23
zusammengedrückt, wodurch die Zapfen 24 in dem Hohlzylinder 16 entgegen der Wirkung
der Federn 29 und 31 gehalten werden. Der Strom fließt von dem Anschlußstück 15
über die metallischen Körper 26 und die Zapfen 24, die mit den Armen der Klemmvorrichtung
17 konstruktiv vereinigt sind. Das Trennmesser 11 ist, wie bereits ausgeführt wurde,
in der Klemmvorrichtung 17 befestigt.
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Durch den von den Federn 29 und 31 auf die metallischen Körper 26
ausgeübten Druck wird über die vielen Berührungsstellen zwischen den Körpern 26,
dem Hohlzylinder 16 sowie .den Zapfen 24,der Klemmvorrichtung 17 eine gute leitende
Verbindung hergestellt. Die Abnutzung der Körper 26 sowie der Zapfen 24 wird durch
den auf die zylindrischen Körper 26 durch die Federn 29 und 31 ausgeübten Druck
selbsttätig ausgeglichen. Die Abnutzungen zwischen den zylindrischen Körpern 26
und dem Hohlzylinder 16 werden gleichfalls selbsttätig ausgeglichen, da die zylindrischen
Körper 26 durch die von den konischen Teilen 28 auf sie ausgeübte Kraft nach außen
gedrückt werden. Da die zylindrischen Körper 26 aus miteinander verknüpften Metallfäden
oder bändern hergestellt sind, üben sie eine geringfügige Schleifwirkung auf die
Wand des Hohlzylinders 16 und die Enden der Zapfen 24 aus, so daß eine Reinigung
der für die Stromübertragung vorgesehenen Fläche dieser Teile eintritt. Da die Kontaktflächen
der relativ gegeneinander bewegten, stromführenden Teile völlig eingekapselt sind,
sind sie gegen Verschmutzung, Feuchtigkeit und Vereisung -geschützt.
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Da die für die Stromübertragung vom Schaltstück 13 zu dem Anschlußstück
14 vorgesehene Kontakteinrichtung 12 ähnlich wie die in der Fig. 2 dargestellte
Kontakteinrichtung 10 ausgebildet ist, erübrigt es sich, diese näher zu beschreiben.
Die Stromübertragung vom Schaltstück 13, das gegenüber dem Anschlußstück 14 gedreht
wird, erfolgt gleichfalls über gepreßte metallische Körper.
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Die Erfindung wurde an Hand eines elektrischen Gerätes beschrieben,
bei dem die zur Stromübertragung vorgesehenen Teile relativ gegeneinander gedreht
werden. Die Erfindung kann aber auch bei solchen Geräten angewendet werden, bei
denen die Stromübertragung von einem Gehäuse auf einen sich hin-und herbewegenden
Teil erfolgt, der im Innern des Gehäuses angeordnet ist oder sich durch dieses erstreckt.
Die gepreßten metallischen Körper können hierbei den sich hin- und herbewegenden
Teil umgeben und gegen den sich hin- und herbewegenden Teil und das Gehäuse.-mit-Hilfe
von Federn in der gleichen Weise gedrückt werden, wie dies in Fig.2 der Zeichnung
dargestellt ist.
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Wie aus den vorstehenden Ausführungen zu entnehmen ist, wird durch
die Erfindung ein einfaches und billiges Mittel geschaffen, das zur Stromübertragung
zwischen zwei relativ gegeneinander bewegten Teilen dient. Außerdem hat das Mittel
zur Stromübertragung gemäß der Erfindung den Vorteil, daß stets eine Vielzahl von
Kontaktstellen mit Sicherheit erhalten bleibt. Obgleich die Erfindung an einem Trennschalter
erläutert
wurde, kann sie auch bei Leistungsschaltern verwendet
werden, bei denen es erforderlich ist, die Stromübertragung über relativ gegeneinander
bewegte Teile vorzunehmen.