DE19934537C1

DE19934537C1 - Schutzvorrichtung für einen Kontakt eines Sicherungseinsatzes

Info

Publication number: DE19934537C1
Application number: DE1999134537
Authority: DE
Inventors: Klaus Bruchmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-07-22
Filing date: 1999-07-22
Publication date: 2001-07-12
Anticipated expiration: 2019-07-23

Abstract

Schutzvorrichtung für einen Kontakt (51, 52) eines Sicherungseinsatzes (50) mit einem als mit einem Sandfülloch versehene Hauptkappe ausgebildeten Kontakt (51) und mit einem als das Sandfülloch verschließende Verschlußkappe ausgebildeten Kontakt (52), wobei die Schutzvorrichtung (10) ein Kontaktschutzelement (11) aus leitendem Material umfaßt, das den Kontakt (51, 52) zumindest in dem Wirkungsbereich eines Gegenkontakts (60) vollständig abdeckt, wobei DOLLAR A die Schutzvorrichtung (10) so ausgebildet ist, daß sie den Kontakt (51) mit dem Sandfülloch kontaktiert und von dem das Sandfülloch verschließenden Kontakt (52) mit Abstand angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schutzvorrichtung für einen Kontakt eines Sicherungseinsatzes mit einem als mit einem Sandfülloch versehene Hauptkappe ausgebilde ten Kontakt und mit einem als das Sandfülloch verschließende Verschlußkappe ausgebildeten Kontakt, wobei die Schutzvorrichtung ein Kontaktschutzelement aus leitendem Material um faßt, das den Kontakt zumindest in dem Wirkungsbereich eines Gegenkontakts vollständig abdeckt.

Kontakte, die einem häufigen Schaltvorgang unterliegen, wozu insbesondere Kontakte eines Sicherungssatzes zählen, sind einem erhöhten Verschleiß unterworfen. Dieser Verschleiß ist zum einen darauf zurückzuführen, daß Kontakt und Gegenkontakt bei Schaltvorgängen ge geneinander schleifen, wodurch die teilweise sehr empfindlichen und weichen Oberflächen der Kontakte durch Schleifspuren beschädigt werden.

Ein weiteres großes Problem ist der beim Schaltvorgang häufig auftretende Schaltlichtbogen, der zu einer hohen Belastung des Kontakts und zum Durchbrennen von Absicherungssyste men, z. B. Schmelzsicherungen, führen kann.

Insbesondere bei Sicherungseinsätzen, die eine Hauptkappe mit einem Sandfülloch als Kon takt aufweisen, wobei das Sandfülloch mit einer Verschlußkappe abgeschlossen ist, treten hohe Übergangswiderstände zwischen Haupt- und Verschlußkappe auf, was zu hohen Lei tungsverlusten führt.

Aus der Veröffentlichung der Firma Kammerer GmbH "Stecker- und Schalter-Kontaktteile aus Edelmetallen und edelmetallplattierten Werkstoffen" in der Zeitschrift "El. Energietech nik" in Heft 6/7 von 1982 sind unterschiedliche Kontaktelemente bekannt. Es wird offenbart, daß die Kontaktelemente aus einem Metallband gefertigt werden, die mit Kontaktnieten be stückt werden, wobei auch Kontakte durch Aufschweißen angebracht werden können.

In der DE 196 07 183 C1 werden unterschiedliche Materialien für elektrische Kontakte offen bart, die aus einer Silber-Eisen-Legierung bestehen.

Aus der DE 25 19 257 A1 ist ein elektrischer Kontakt bekannt, der eine aus Edelmetall beste hende Kontaktoberfläche auf einem Träger aus unedlerem Metall umfaßt, wobei dem Trä germetall Aluminium als Legierungsbestandteil zugeführt ist.

Aus der DE 34 06 815 A1 ist eine Schaltersicherungseinheit bekannt, die einen Sicherungs stöpsel und eine Schaltwippe, in die ein solcher Sicherungsstöpsel oder Sicherungseinsatz einsetzbar ist, umfaßt.

Aus der US 1,841,192 ist ferner eine Schutzkappe zum Abdecken von Anschlüssen eines elektrischen Schalters für eine Verwendung im Außenbereich, beispielsweise zum Einsatz bei elektrischen Übertragungskabeln, beispielsweise Überlandkabeln, bekannt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Vorrichtungen zur Verfügung zu stellen, die einen Ver schleiß und eine Beschädigung des Kontaktes eines Sicherungseinsatzes gemäß dem Oberbe griff des Anspruchs 1 weitgehend vermeiden und dadurch die Lebensdauer des Kontaktes und des zugehörigen Systems erhöhen, dabei gleichzeitig einen geringen Widerstand des Systems im Betriebszustand ermöglichen.

Die Aufgabe wird durch eine Schutzvorrichtung gemäß Anspruch 1, durch einen Sicherungs stöpsel für eine Schaltersicherungseinheit gemäß Anspruch 9 und eine Schaltwippe für eine Schaltersicherungseinheit gemäß Anspruch 10 gelöst. Die Ansprüche 2 bis 8 zeigen besonders vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung für einen Kontakt.

Erfindungsgemäß umfaßt die Schutzvorrichtung ein Kontaktschutzelement aus leitendem Material, das den Kontakt zumindest in dem Wirkungsbereich eines Gegenkontakts vollstän dig abdeckt, wobei die Schutzvorrichtung so ausgebildet ist, daß sie den Kontakt mit dem Sandfülloch kontaktiert und von dem das Sandfülloch verschließenden Kontakt mit Abstand angeordnet ist.

Unter dem Wirkungsbereich eines Gegenkontaktes ist der Bereich zu verstehen, der in un mittelbarer Nähe des Gegenkontaktes liegt und bei bestimmungsgemäßem Gebrauch mit dem Gegenkontakt in Berührung kommt bzw. bei dem der Abstand vom Kontakt zum Gegenkon takt so gering wird, daß aufgrund unterschiedlicher Potentiale ein Funkenüberschlag stattfin den kann bzw. ein Schaltlichtbogen auftreten kann.

Durch das erfindungsgemäße Kontaktschutzelement wird der empfindliche Kontakt des Si cherungseinsatzes zuverlässig gegen Schaltlichtbögen, Funküberschläge und auch gegen ei nen mechanischen Verschleiß, hervorgerufen durch einen schleifenden Kontakt an dem Ge genkontakt während eines Schaltvorganges geschützt. Gleichzeitig wird erreicht, daß die das Sandfülloch verschließende Verschlußkappe des Sicherungseinsatzes für ein Schließen des Stromkreises nicht mehr erforderlich ist. Der Stromkreis wird direkt über die Hauptkappe des Sicherungseinsatzes geschlossen, wodurch hohe Übergangswiderstände zwischen Hauptkappe und Verschlußkappe und damit verbundene Leitungsverluste vermieden werden. In diesem Zusammenhang wird ferner auf die parallele Anmeldung (amtliches Aktenzeichen des Deut schen Patent- und Markenamtes: 199 34 538.4) des Anmelders verwiesen.

Bevorzugt ist das Kontaktschutzelement als Kontaktschutzpfanne ausgebildet, in die ein Kontaktbereich, insbesondere eines Sicherungseinsatzes, im wesentlichen vollständig einsetzbar ist. Dadurch wird sichergestellt, daß bei der Handhabung des Systems der Kontakt automatisch durch die Schutzvorrichtung abgeschirmt wird, ohne daß zusätzliche Betätigungsschritte für den Bediener notwendig sind. Durch das als Kontaktschutzpfanne ausgebildete Kontaktschutzelement wird der Kontaktbereich nach allen Richtungen hin abgeschirmt und geschützt. Es ist auch möglich, die Kontaktschutzpfanne größer zu dimensionieren als den zu schützenden Kontakt, so daß sich die Kontaktschutzpfan ne z. B. auch zumindest über an den Kontakt angrenzende Isola tionsbereiche erstreckt. Dadurch wird eine optimale Schutz funktion des Kontakts erreicht.

Das Kontaktschutzelement besteht bevorzugt aus Kupfer, Silber oder Gold und weist eine Dicke von mindestens 0,5 mm, bevor zugt eine Dicke von 1 mm bis 2 mm auf. Dadurch werden zum ei nen eine gute Leitfähigkeit der Schutzvorrichtung und geringe Übergangswiderstände sichergestellt, zum anderen weist das Material eine ausreichende Dicke auf, damit trotz evtl. an dieser Schutzvorrichtung auftretender Verschleißerscheinungen die Lebensdauer zumindest nicht unter der mittleren Lebens dauer der anderen Komponenten des Systems liegt.

Bei einer Ausführungsform weist das Kontaktschutzelement zwei Kontaktpunkte auf, die über eine Abschirmebene des Kontakt schutzelementes hinausragen. Diese Geometrie eignet sich ins besondere zur exakten Positionierung eines im wesentlichen kugelsegmentförmigen Gegenkontaktes, der zwischen den beiden Kontaktpunkten zu positionieren ist.

Die Kontaktpunkte sind bevorzugt aufgeschweißt und bestehen bevorzugt aus einer Zinn-Silber-Verbindung.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf einen Sicherungsstöpsel für eine Schaltersicherungseinheit mit einem Aufnahmebereich für einen Sicherungseinsatz, wobei erfindungsgemäß der Siche rungsstöpsel eine Schutzvorrichtung und ein Kontaktschutz element aufweist, wie sie oben beschrieben worden sind.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Schaltwippe für eine Schaltersicherungseinheit, in die ein Sicherungseinsatz oder ein Sicherungsstöpsel mit einem Aufnahmebereich für einen Sicherungseinsatz einsetzbar ist, wobei die Schaltwippe eine Schutzvorrichtung und ein Kontaktschutzelement aufweist, wie sie oben beschrieben worden sind.

Diese und weitere Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Bauteile werden anhand der in den Zeichnungen schematisch dar gestellten Ausführungsformen näher beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die in Fig. 1 gezeigte Ausfüh rungsform der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung; und

Fig. 3 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schalter sicherungseinheit mit einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Schutzvorrichtung 10 für einen Kontakt mit einem Kontaktschutzelement 11, das als Kontaktschutzpfanne ausgebildet ist. In das als Kontaktschutzpfanne ausgebildete Kontaktschutzelement 11 ist, in der Fig. 1 von oben, ein Kontakt eines Sicherungseinsatzes im wesentlichen vollständig einsetzbar. Der Kontakt ist dann von Seitenwänden 15 des Kontaktschutzelements 11 abgeschirmt. Die Abschirmung in dem unterbrochenen Bereich der Seitenwände 15 wird durch eine Stufe 16 des Kontaktschutzelementes 11 sichergestellt.

Die Schutzvorrichtung 10 weist ferner eine mit dem Kontakt schutzelement 11 verbundene Befestigungsvorrichtung 13 auf, die sich parallel zur Erstreckungsrichtung der Seitenwände 15 des Kontaktschutz elements 11 erstreckt. Diese Befestigungsvorrichtung 13 kann z. B. an einer Schaltwippe oder einem Sicherungsstöpsel in einer Schaltersicherungseinheit sicher befestigt werden.

Die Schutzvorrichtung 10 umfaßt ferner zwei Kontaktpunkte 12 an der Unterseite des Kontaktschutzelementes. In der in Fig. 1 gezeigten Darstellung ist lediglich einer der Kontaktpunkte 12 sichtbar.

Fig. 2 zeigt die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform in einer Draufsicht von unten. In Fig. 2 sind die beiden Kontakt punkte 12 gut sichtbar, zwischen denen und in Kontakt mit denen ein Gegenkontakt sicher positioniert wird.

In Fig. 2 sind ebenfalls die Seitenwände 15 der Kontaktschutz pfanne angedeutet.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Schutzvorrichtung besteht aus Kupfer, wobei die einzelnen Elemente eine Dicke von ungefähr 1,5 mm aufweisen. Die Kontaktpunkte 12 bestehen aus einer Zinn-Silber-Legierung und sind auf die Kontaktschutzpfanne 11 aufgeschweißt.

In Fig. 3 ist eine Schaltersicherungseinheit 20 mit einer Schaltwippe 30 gezeigt, die die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Schutzvorrichtung 10 umfaßt.

Die Schutzvorrichtung 10 ist fest mit der Schaltwippe 30 ver bunden, so daß sie mit der Schaltwippe zwischen einer Ein schaltstellung und einer Ausschaltstellung hin- und herbe wegbar gelagert ist. In Fig. 3 befindet sich die Schaltwippe in ihrer Einschaltstellung.

In die Schaltwippe 30 ist ein Sicherungsstöpsel 40 mit einem Sicherungseinsatz 50 eingesetzt. Der Sicherungseinsatz 50 hat als Kontakt eine Hauptkappe 51 mit einem Sandfülloch, das mit einer Verschlußkappe 52 verschlossen ist. Wie gut aus der Fig. 3 ersichtlich, sind die Schaltwippe 30 und die Schutzvorrich tung 10 so ausgebildet, daß durch ein Einschieben des Siche rungsstöpsels 40 und des Sicherungseinsatzes 50 die Verschluß kappe 52 des Sicherungseinsatzes 50 automatisch in die als Kontaktschutzpfanne ausgebildete Schutzvorrichtung 10 geführt ist, diese aber nicht kontaktiert. Die Verschlußkappe 52 des Sicherungseinsatzes 50 wird vollständig durch das Kontakt schutzelement 11 abgeschirmt.

Der Kontakt wird zwischen einem Bodenbereich der Hauptkappe 51 des Sicherungseinsatzes 50 und der Schutzvorrichtung 10 herge stellt. Dadurch wird in dem Stromkreis die Verschlußkappe 52 umgangen, so daß die hohen Übergangswiderstände zwischen Hauptkappe 51 und Verschlußkappe 52 und dadurch hervorgerufene Leitungsverluste vermieden werden.

Darüber hinaus ist der Abstand zwischen Verschlußkappe 52 und dem darunterliegenden Bereich der Schutzvorrichtung 10 geringer als eine Höhe der Verschlußkappe 52, so daß die Verschlußkappe 52 nicht z. B. durch einen beim Durchbrennen der Sicherung entstehenden höheren Druck im Inneren des Siche rungseinsatzes 50 abgesprengt werden kann. Ein solches Absprengen und Lösen der Verschlußkappe 52 würde dazu führen, daß Sand oder ähnliches Material aus dem Inneren des Siche rungseinsatzes 50 austreten kann und die Schaltersicherungs einheit 20 beschädigen könnte.

Eine Feder 53 ist so angeordnet, daß sie die Schutzvorrichtung 10 vorspannt und die Schutzvorrichtung 10 gegen den Siche rungseinsatz 50 drückt, um einen zuverlässigen Kontakt zwi schen dem Kontaktschutzelement 11 und der Hauptkappe 51 des Sicherungseinsatzes 50 sicherzustellen.

Ein federbelasteter Gegenkontakt 60 wirkt ausschließlich gegen das Kontaktelement 11, d. h. es findet kein Berührungskontakt zwischen der Hauptkappe 51 oder der Verschlußkappe 52 des Sicherungseinsatzes 50 und dem Gegenkontakt 60 statt. Darüber hinaus sind die Hauptkappe 51 und die Verschlußkappe 52 durch das Kontaktschutzelement 11 soweit abgeschirmt, daß der Gegen kontakt 60 auch nicht in einen so nahen Abstandsbereich zu diesen gelangen kann, daß ein Funkenüberschlag aufgrund unter schiedlicher Potentiale oder ein Schaltlichtbogen auftreten kann.

Sämtliche Belastungen, seien es Schleifkontakte oder Schalt lichtbögen, finden daher ausschließlich zwischen dem Gegen kontakt 60 und der Schutzvorrichtung 10 bzw. dem Kontakt schutzelement 11 statt, so daß die Hauptkappe 51 und die Verschlußkappe 52 des Sicherungseinsatzes 50 geschützt sind und deren Lebensdauer merklich erhöht wird.

Es soll angemerkt werden, daß der Einsatz einer Schutzvorrich tung 10 in der Schaltersicherungseinheit 20 lediglich ein An wendungsbeispiel darstellt. Die erfindungsgemäße Schutzvor richtung kann auch in anderen Sicherungssystemen, insbesondere Drehsicherungs- und Stecksicherungssystemen, aber auch zum Schutz jeglicher Kontakte eingesetzt werden, die Belastungen, z. B. durch Schaltvorgänge oder mögliche Schaltlichtbögen, ausgesetzt sein können.

Bezugszeichenliste

10

Schutzvorrichtung

11

Kontaktschutzelement

12

Kontaktpunkte

13

Befestigungsvorrichtung

15

Seitenwände

16

Stufe

20

Schaltersicherungseinheit

30

Schaltwippe

40

Sicherungsstöpsel

50

Sicherungseinsatz

51

Kontakt (Hauptkappe)

52

Kontakt (Verschlußkappe)

53

Feder

60

Gegenkontakt

Claims

1. Schutzvorrichtung für einen Kontakt (51, 52) eines Sicherungseinsatzes (50) mit einem als mit einem Sandfülloch versehene Hauptkappe ausgebildeten Kontakt (51) und mit einem als das Sandfülloch verschließende Verschlußkappe ausgebildeten Kontakt (52), wobei die Schutzvorrichtung (10) ein Kontaktschutzelement (11) aus leitendem Material umfaßt, das den Kontakt (51, 52) zumindest in dem Wirkungsbereich eines Gegenkontakts (60) vollständig abdeckt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzvorrichtung (10) so ausgebildet ist, daß sie den Kontakt (51) mit dem Sandfülloch kontaktiert und von dem das Sandfülloch verschließenden Kontakt (52) mit Abstand angeordnet ist.

2. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Kontaktschutzelement (11) als Kontaktschutzpfanne ausgebildet ist, in die ein Kontakt (51, 52), insbesondere eines Sicherungs einsatzes, im wesentlichen vollständig einsetzbar ist.

3. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktschutzelement aus Kupfer, Silber oder Gold besteht.

4. Schutzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontakt schutzelement eine Dicke von mindestens 0,5 mm aufweist.

5. Schutzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß das Kontaktschutzelement eine Dicke von 1 mm bis 2 mm aufweist.

6. Schutzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontakt schutzelement (11) zwei Kontaktpunkte (12) aufweist, die über eine Abschirmebene des Kontaktschutzelementes (11) hinausragen.

7. Schutzvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Kontaktpunkte (12) aufgeschweißt sind.

8. Schutzvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Kontaktmaterial für die Kontaktpunkte (12) eine Zinn-Silber-Verbindung ver wendet ist.

9. Sicherungsstöpsel (40) für eine Schaltersicherungs einheit (20) mit einem Aufnahmebereich für einen Sicherungseinsatz (50), dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsstöpsel (40) eine Schutzvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche umfaßt.

10. Schaltwippe (30) für eine Schaltersicherungseinheit (20), in die ein Sicherungseinsatz (50) oder ein Sicherungsstöpsel (40) mit einem Aufnahmebereich für einen Sicherungseinsatz (50) einsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltwippe eine Schutzvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 umfaßt.