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Kuppelkontaktstück Die Erfindung befaßt sich mit einem Kuppelkontaktstück
zum Verbinden runder elektrischer Leiter. Solche Kuppelkontaktstücke werden insbesondere
für lösbare Steckverbindungen an metallgekapselten Hochspannungsschaltanlagen benötigt.
Sie vermitteln dort den Stromübergang zwischen den einzelnen Anlagenteilen.
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Es ist bekannt, Kuppelkontaktstücke mit mehreren länglichen Kontaktlamellen
auszurüsten, die mit ihren Enden mit jeweils einem der beiden zu verbindenden Leiter
zusammenwirken. Die Lamellen werden bei einer bekannten Anordnung durch Blattfedern,
die etwa parallel zu den Lamellen verlaufen, gegen die Leiter gedrückt. Als Abstützung
für die Blattfedern dient eine Scheibe mit Ausnehmungen, in denen jeweils eine Lamelle
und die zugehörige Blattfeder untergebracht sind. Die Ausnehmungen bestimmen zugleich
die Länge der freien Bewegung der Lamellen in Richtung auf die Leiter und legen
außerdem Lamellen und Federn in seitlicher Richtung fest. Nachteilig ist jedoch,
daß die Lamellen verhältnismäßig kompliziert ausgebildet sind. Sie benötigen zur
Festlegung gegenüber der Scheibe und den zu verbindenden Leitern verschiedene Vorspünge
und Aussparungen. Ferner ist der Einbau der Lamellen und Blattfedern in die Ausnehmungen
der Scheibe für eine wirtschaftliche vollautomatische Herstellung nur schlecht geeignet,
obwohl ein Gehäuse fehlt, das die Lamellen vor Verschmutzung oder Beschädigung schützen
könnte.
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Die Erfindung geht aus von einem Kuppelkontaktstück zum Verbinden
runder elektrischer Leiter mit mehreren länglichen Kontaktlamellen, die am Umfang
der zu verbindenden Leiter angeordnet sind und durch Blattfedern, die parallel zu
den Lamellen liegen, gegen die Leiter gedrückt werden. Erfindungsgemäß wird ein
einfaches, wirtschaftlich herzustellendes Kuppelkontaktstück dadurch geschaffen,
daß die Lamellen in an sich bekannter Weise einen keilförmigen Querschnitt aufweisen,
dessen spitze Seite den zu verbindenden Leitern zugekehrt ist, und daß in der stumpfen
Seite jeder der keilförmigen Lamellen eine Nut vorgesehen ist, in der eine Blattfeder
befestigt ist, die sich gegen ein die Lamellen enthaltendes, vorzugsweise zylindrisches
Gehäuse abstützt.
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Die keilförmigen Lamellen erhält man in einfachster Weise durch Unterteilen
eines mit keilförmigem Profil versehenen Kupferstabes, von dem der Länge der Lamellen
entsprechende Stücke abzuschneiden sind. Die Nut zur Festlegung der Blattfeder kann
vor dem Unterteilen in den Stab eingearbeitet sein. Unter Umständen ist es möglich,
die Nut beim Ziehen des Kupferstabes herzustellen. Als Gehäuse kann ein einfaches
Rohrstück verwendet werden, wie im folgenden noch näher erläutert wird.
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Das Festlegen der Blattfedern an den Lamellen ermöglicht bei der Erfindung
eine einfache Montage des Kuppelkontaktstückes. Da lediglich die mit den Blattfedern
versehenen Lamellen in ein Gehäuse einzusetzen sind, kann die Montage durch Maschinen
vorgenommen werden. Eine Festlegung der Lamellen in seitlicher Richtung und in Richtung
auf die Leiter ist wegen des keilförmigen Querschnittes der Lamellen nicht notwendig.
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Es ist zwar bereits ein mit einem runden Schaltstift zusammenwirkendes
Gleitschaltstück bekannt, dessen Kontaktlamellen keilförmig ausgebildet sind und
unter der Einwirkung von Blattfedern stehen. Bei den bekannten Lamellen handelt
es sich aber um U-förmig gebogene Kupferstreifen, deren Schenkel parallel zur Schaltstiftachse
verlaufen und die Blattfeder zwischen sich einschließen. Mithin sind auch diese
Lamellen nur schwierig herzustellen. Außerdem ist das bekannte Gleitschaltstück
nicht als Kuppelkontaktstück geeignet, weil die Lamellen bei der Aufbringung des
Kontaktdruckes eine Schwenkbewegung um das freie Ende der Blattfedern ausführen
und daher nur mit einem einzigen Gegenkontakt einwandfrei zusammenwirken können.
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In Weiterbildung der Erfindung werden die Blattfedern dadurch an den
Lamellen befestigt, daß der Rand der Nut nach dem Einlegen der Federn verformt wird.
Es genügt, hierzu den Rand über eine verhältnismäßig kleine Länge der Lamellen zu
stauchen, so daß er über die Blattfeder gedrückt wird. Obwohl hierzu nur sehr geringe
Kräfte erforderlich sind, ist die mechanische Festigkeit der Verbindung erstaunlich
hoch. Die seitliche Führung der Blattfedern
in bezug auf die Lamellen
wird durch die Befestigung nicht beeinträchtigt.
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Die Blattfedern werden bei der Erfindung zweckmäßig ebenso lang gewählt
wie die Kontaktlamellen. Hierdurch erhält man die größtmögliche Federung ohne zusätzlichen,
d. h. über die Länge der Kontaktlamellen hinausgehenden Platzbedarf. Besonders günstig
ist eine V-förmige Ausbildung der Blattfedern. Sie ermöglicht eine gleichmäßige
Federung. Die V-förmigen Blattfedern können mit dem mittleren Bereich an den Lamellen
befestigt sein. Mit den freien Schenkeln liegen sie am Gehäuse an. Bei einem im
Rahmen der Erfindung bevorzugten zylindrischen Gehäuse sind die Schenkel gleich
lang. Die Lamellen nehmen deshalb unter der Wirkung der Federn eine zur Gehäusewand
parallele Lage ein, ohne daß eine Festlegung der Federn am Gehäuse notwendig ist.
Zur Erleichterung der Montage empfiehlt es sich, die Enden der freien Schenkel zur
Lamelle hin zurückzubiegen. Die Federn können dann leichter in das Gehäuse gleiten.
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Für die Stromtragfähigkeit von Schaltstücken mit Kontaktlamellen spielt
die Zahl der Lamellen eine große Rolle. Je größer die Zahl der Lamellen ist. um
so größer ist bei gleicher Summe aller Kontaktkräfte der übertragbare Stoßstrom.
Eine zu feine Aufteilung der Kontaktlamellen bereitet aber in mechanischer Hinsicht
Schwierigkeiten. Wie eingehende Untersuchungen bewiesen haben, ergibt sich eine
besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung dann wenn das Kontaktstück
soviel Lamellen aufweist, daß die Breite der stumpfen Seite der Lamellen 6 bis 10
mm beträgt. Bei geringerer Breite kann es unter Umständen passieren, daß die Lamellen
zur Seite kippen, wodurch der Kontaktdruck aufgehoben wird, wenn sie nicht durch
feste Zwischenwände gehalten werden.
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Das Gehäuse des Kontaktstückes kann in Weiterbildung der Erfindung
aus einem Rohr bestehen, dessen Stirnseiten in geeigneter Weise verschlossen sind.
Zum Beispiel können die Stirnseiten zum Verschließen umgebördelt sein. Ferner können
an den Stirnseiten Scheiben in das Rohr eingelegt sein, die durch nach innen vorspringende
Verformungen des Randes des Rohres gehalten werden. In diesem Fall ist der Arbeitsaufwand
kleiner, als wenn der ganze Rand umgebördelt werden müßte.
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Die Länge des Kontaktstückes wird zweckmäßig gleich seiner lichten
Weite gewählt. Bei diesen Abmessungen läßt sich bei geringem Materialaufwand ein
guter Stromübergang auch für kugelähnliche Leiterenden erreichen, die eine gewisse
Beweglichkeit der zu verbindenden Leiter in seitlicher Richtung und für Schwenkungen
gestatten. Größere Längen sind wegen des erhöhten Platzbedarfes unzweckmäßig. Die
Erfindung unterscheidet sich damit auch vorteilhaft von bekannten Kuppelkontaktstücken,
deren Lamellen von Federdrähten gebildet werden. Die Federdrähte werden mit Hilfe
konischer Teile derart vorgespannt, daß sie einen in das Innere des Kontaktstükkes
vorspringenden Bogen bilden. Bei diesen Kontaktstücken wird bereits für die konischen
Teile zum Spannen der Federn eine etwa der lichten Weite entsprechende Länge benötigt;
das ganze Kontaktstück ist mehrmals so lang wie die lichte Weite.
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Als Gegenkontakte für die Kuppelkontaktstücke nach der Erfindung sind
z. B. zylindrische Leiter geeignet. Die Leiter werden zweckmäßig mit einer Abrundeng
versehen, um das Einführen in das Kuppelkontaktstück zu erleichtern. Besonders günstig
sind Kugeln als Gegenkontakte, weil diese durch kugelgelenkartige Bewegungen der
zu verbindenden Leiter ein selbständiges Ausgleichen von seitlichen Verschiebungen
ermöglichen können, wobei das Kontaktstück geschwenkt wird. Die Kugeln können abgeflacht
sein, um die Baulänge des Kuppelkontaktstückes zu verkürzen. Die Abflachung geht
zweckmäßig so weit, daß alle auch bei Auslenkungen der Gegenkontakte nicht am Stromübergap;
beteiligten Flächen der Kugeln entfallen. kann die Kugel auf die Hälfte ihres Durchmessers,
i. h. in Achsrichtung des Kuppelkontaktstückes um jeweils eine Kalotte von der Höhe
des halben Kugelradius, abgeflacht werden. Die Erfindung kann für beliebige Leiter
verwendet werden, sofern die Leiterenden in der vorstehend beschriebenen Weise ausgebildet
sind. Ebenso ist die Erfindung auch für den Stromübergang zwischen Leitern geeignet,
die eine Drehbewegung gegeneinander ausführen.
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Zur Erläuterung der Erfindung wird im folgenden als Ausführungsbeispiel
an Hand der Figuren ein Kuppelkontaktstück bescl:riebj:, das in vergrößertem Maßstab
in F i g. 1 in einem Schnitt, in F i g. 2 in einer Draufsicht dargestellt ist. Der
Schnitt verläuft längs der Linie I-1 der F i g. 2.
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Das Gehäuse des Kontaktstückes ist mit 1 bezeichnet. Es besteht im
weseialichen nur aus einem dünnwandigen Rohr 2, dessen Länge etwa die Hälfte des
Durchmessers beträgt. An den Stirnseiten des Rohres sind im Rohrinneren zwei Scheiben
3 angeordnet. Die Scheiben haben die Form von Ringen (F i g. 2). Ihr Außendurchmesser
ist gerin,#fücig kleiner als der Innendurchmesser des Rohres. Der Innendurchmesser
ist größer als der Abstand ,J zwischen zwei gegenüberliegenden Kontaktlamellen 4,
die im Rohrinneren zwischen den Scheib-n angeordnet sind.
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Die Lamellen haben, wie F i g. 2 zeigt. einen keilförmigen Querschnitt.
Der Winkel a zwischen den Keilflanken beträgt 18-. Beim Ausführungsbeispiel sind
zwanzig solcher Lamellen am Umfang der beiden zu verbindenden, gestrichelt gezeichneten
Leiter 5, 6 angeordnet. Die spitze Seite der Keile. also die Kontaktfläche der Lafnellen,
ist mit 8 bezeichnet, die gegenüberliegende stumpfe Seite mit 9.
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In der stumpfen Seite 9 der Lamellen ist eine rechteckige Nut 10 vorgesehen.
Die Nut erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte Breite der Lamellen, so
daß nur zwei verhältnismäßig dünne Wände 13 und 14 stehenbleiben. Zwischen diesen
Wänden sitzt eine Blattfeder 15 in der Nut 10 jeder Lamelle.
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Die Blattfeder 15 verläuft etwa parallel zur Lamelle, d. h. sie liegt
in der Ebene der Lamelle und hat ihre größte Ausdehnung in Längsrichtung der Lamelle.
Quer zur Längsrichtung der Lamelle gesehen, besitzt die Blattfeder die Form eines
V (F i g. I. ). Die mit 16 bezeichnete Mitte der Blattfeder ist in die Nut 10 eingesetzt.
Die Breite der Blattfeder entspricht bis auf das zum Einlegen nötige Spiel der Breite
der Nut 10. Durch Umbördeln des Randes der Nut, d. h. der Wände 13 und 14
im Bereich der Mitte 16 der Blattfeder 15, wird die Blattfeder in der Lamelle befestigt.
Die freien Enden der Blattledern stützen sich gegen die Innenseite des Rohres 2
ab. Sie sind bei 18 und 19 in Richtung auf die Lamelle 4 zurückgebogen.
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Ein wesentlicher Vorteil des Kuppelkontaktstückes nach der Erfindung
besteht darin. das es volltautomatisch
gefertigt werden kann. Die
Lamellen 4 sind, wie die Figuren zeigen, sehr einfache Teile. Sie werden durch Unterteilen
eines Kupferstabes mit dem aus F i g. 2 ersichtlichen keilförmigen Profil hergestellt.
Die zugehörigen Blattfedern 15 können in einem Arbeitsgang von einem Federblechband
abgeschnitten und in die in F i g. 1 dargestellte V-Form mit den gerundeten Enden
18 und 19 gebracht werden. In ähnlicher Weise können das Einlegen der Federn 15
in die Nut 10 und das Festlegen durch Umbördeln der Wände 13 und 14 mit Hilfe einer
einzigen, einfachen Vorrichtung erfolgen. Die Herstellung des Rohres 2 und der Scheiben
3 bereitet ebenfalls keinerlei Schwierigkeiten, wie ohne weiteres ersichtlich ist.
Die Montage des Kuppelkontaktstückes erfolgt dann folgendermaßen: In das Rohr 2
wird an der einen Stirnseite eine Scheibe 3 eingelegt, worauf der Rohrrand an dieser
Stirnseite an mehreren, beispielsweise an drei Stellen 20 nach innen umgebogen wird.
Die Scheibe ist dadurch festgelegt. Unter Umständen kann man auch zunächst den Rand
umbiegen und dann die Scheibe einlegen. Danach werden die mit den Blattfedern 15
versehenen Kontaktlamellen 4 durch die offene Seite des Rohres 2 eingefüllt. Zum
Schluß wird die zweite Scheibe auf die Lamellen gelegt, so daß sie ebenfalls im
Rohrinneren angeordnet ist. Danach wird der Rand des Rohres 2 auch an der zweiten
Stirnseite an einzelnen Stellen umgebogen, so daß die Kontaktlamellen festgelegt
sind. Die Montage kann ebenso wie die Herstellung der einfachen Einzelteile automatisch
erfolgen.