DE202005015319U1

DE202005015319U1 - Schalter

Info

Publication number: DE202005015319U1
Application number: DE200520015319
Authority: DE
Original assignee: Schunk Kohlenstofftechnik GmbH
Current assignee: Schunk Kohlenstofftechnik GmbH
Priority date: 2005-09-28
Filing date: 2005-09-28
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2015-09-29

Abstract

Schalter (10), insbesondere Leistungsschalter bis 3000 A, umfassend zwei Schaltkontaktelemente (12, 14) mit jeweils einer Kontaktfläche (16, 18), die bei geschlossenem Schalter aufeinander liegen, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltkontaktelement (12, 14) aus einem Träger (14, 26) mit einer die Kontaktfläche (16, 18) bildenden Kohlenstoffbeschichtung (20, 22) besteht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schalter, insbesondere Leistungsschalter, umfassend zwei Schaltkontaktelemente mit jeweils einer Kontaktfläche, die bei geschlossenem Schalter aufeinander liegen.
Mit Leistungsschaltern können elektrische Ströme geschaltet werden, die bis zu 160 KA betragen. Diesbezügliche Ströme treten dann auf, wenn z. B. in Hochspannungsnetzen ein Kurzschluss oder ein Erdschluss auftritt. Um die Ströme auszuschalten, werden die Leistungsschalter üblicherweise über ein Schutzrelais ausgelöst.
Ein wesentliches Problem beim Schalten hoher elektrischer Ströme ist das Auftreten von Lichtbögen, die dann, wenn der Schalter nicht in einer Löschkammer eingekapselt ist, zu Oberflächenbeschädigungen der Schaltkontakte bzw. deren Kontaktflächen führen.
Bei niedrigeren Strömen bis zu 3000 A tritt eine ähnliche Erscheinung in Form von Abziehfunken auf, durch die die Oberflächen der Kontakte verbrennen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Schalter, insbesondere einen solchen für Ströme bis zu 3000 A, so weiterzubilden, dass das Auftreten von Abziehfunken zu einer nicht merklichen Beschädigung der Kontaktfläche führt.
Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass das Schaltkontaktelement aus einem Träger mit einer die Kontaktfläche bildenden Kohlenstoffbeschichtung besteht. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Kohlenstoffbeschichtung eine mit dem Träger verbundene Kohlenstoffplatte ist. Dabei handelt es sich vorzugsweise um eine kupferimprägnierte Kohlenstoffplatte mit einem Gewichtsanteil zwischen 20 Gew.-% und 50 Gew.-% an Metall. Der Schaltkontakt selbst sollte aus Kupfer bestehen oder dieses enthalten. Die Kohlenstoffplatte kann mit dem Träger durch Löten verbunden werden. Andere Verbindungsarten wie Verschrauben, Verkleben oder Vernieten sind gleichfalls möglich.
Bevorzugterweise wird als Material für die Kohlenstoffbeschichtung metallimprägnierter Kohlenstoff-Graphit gewählt, wobei eine Zusammensetzung von in etwa 65 Gew.-% Kohlenstoff-Graphit und in etwa 35 Gew.-% Metall hervorzuheben ist.
Das Schaltkontaktelement selbst weist vorzugsweise im Schnitt eine L-Geometrie auf, wobei einer der Schenkel mit der Kohlenstoffschicht bzw. -platte versehen ist.
Der die Kontaktfläche aufweisende Abschnitt bzw. Schenkel des Schalters weist bevorzugterweise eine Plattengeometrie mit einer Dicke D_T mit 7 mm ≤ D_T ≤ 11 mm, insbesondere D_T ≈ 9 mm auf. Die Kohlenstoffbeschichtung selbst sollte eine Dicke D_K zwischen 2 mm und 4 mm, vorzugsweise im Bereich von 3 mm aufweisen.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen –für sich und/oder in Kombination–, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiels.
Es zeigen:
1 eine Draufsicht auf einen Schalter,
2 eine Seitenansicht des Schalters gemäß 1, und
3 eine Vorderansicht des Schalters gemäß 1 und 2.
In den Fig. ist rein prinzipiell ein Schalter 10 dargestellt, mit dem Ströme insbesondere bis zu 3000 A unterbrochen werden sollen. Ein typischer Einsatzbereich eines entsprechenden Schalters ist z. B. in Schaltwerken oder als Motortrennschalter in Elektroloks zu nennen.
Der Schalter 10 besteht aus zwei Schaltkontaktelementen 12, 14, die im Schnitt eine L-Geometrie aufweisen. Die Schaltkontaktelemente 12, 14 bestehen bevorzugterweise aus Kupfer. Bei geschlossenem Schalter 10 liegen die Schaltkontaktelemente über Kontaktflächen 16, 18 aufeinander, die in den Fig. beabstandet zueinander, also bei geöffnetem Schalter 10 dargestellt sind. Die Kontaktflächen 16, 18 sind Außenflächen von Kohlenstoffplatten 20, 22, die auf den die Funktion von Trägern ausübenden in der zeichnerischen Darstellung vertikal verlaufenden Schenkeln 24, 26 der Schaltkontaktelemente 26 befestigt sind. Dabei kann insbesondere eine Verbindung durch Löten erfolgen. Aber auch Kleben, Schrauben oder Vernieten ist möglich.
Die Kohlenstoffplatten 20, 22 können mit Kupfer metallisiert sein, wobei der Gewichtsanteil von Kupfer vorzugsweise im Bereich zwischen 20 Gew.-% und 50 Gew.-% liegt.
Die Dicke D_T des Schenkels 24, 26 des Schaltkontaktelementes 12, 14 sollte im Bereich zwischen 7 und 11 mm liegen. Demgegenüber weisen die Kohlenstoffplatten 20, 22 vorzugsweise eine Dicke D_K im Bereich von 3 mm auf. Andere Dimensionierungen sind gleichfalls möglich.
Dadurch, dass die Kontakfläche 20, 22 Außenfläche einer Kohlenstoffbeschichtung des Schaltkontaktelementes 12, 14, d. h. dessen einen Schenkels 24, 26 ist, führen die beim Öffnen des Schalters 10 auftretenden Abziehfunken nicht zu einer merklichen Beschädigung bzw. ein Verbrennen der Oberfläche, so dass hohe Standzeiten erzielbar sind.
Herstellungstechnisch ergeben sich durch das Aufbringen der Kohlenstoffplatte 20, 22 keine Nachteile, da zu einer unerwünschten Wärmebildung führende Übergangswiderstände zwischen der Kohlenstoffplatte 20, 22 und dem Träger bzw. dem Schenkel 24, 26 bei ordnungsgemäßer Verbindung nicht auftreten. Bevorzugterweise ist daher über die gesamte Fläche des Schenkels 24, 26, auf der sich die Kohlenstoffplatte 18, 20 befindet, eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der Kohlenstoffplatte 20, 22 und dem Träger bzw. Schenkel 24, 26 gegeben.
Anstelle einer Kohlenstoffplatte kann auch eine anders ausgebildete Beschichtung zur Ausbildung der Kontaktfläche 16, 18 gewollt werden, ohne die Erfindung zu verlassen.
Bevorzugterweise setzt sich die Kohlenstoffplatte 16, 18 aus Materialien wie metallimprägnierter Kohlenstoff-Graphit (z.B. Schunk BH 25 C) zusammen.

Claims

Schalter (10), insbesondere Leistungsschalter bis 3000 A, umfassend zwei Schaltkontaktelemente (12, 14) mit jeweils einer Kontaktfläche (16, 18), die bei geschlossenem Schalter aufeinander liegen, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltkontaktelement (12, 14) aus einem Träger (14, 26) mit einer die Kontaktfläche (16, 18) bildenden Kohlenstoffbeschichtung (20, 22) besteht.
Schaltkontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenstoffbeschichtung (20, 22) eine mit dem Träger (24, 26) verbundene Kohlenstoffplatte (20, 22) ist.
Schaltkontakt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (24, 26) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung besteht.
Schaltkontakt nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenstoffbeschichtung bzw. -platte (20, 22) einen Metallanteil mit insbesondere 20 Gew.-% bis 50 Gew.-% aufweist.
Schaltkontakt nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenstoffplatte (20, 22) mit dem Träger (24, 26) durch Verlöten, Verschrauben, Vernieten oder Verkleben verbunden ist.
Schaltkontakt nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (24, 26) eine Plattengeometrie mit einer Dicke D_T mit 7 mm ≤ D_T ≤ 11 mm, insbesondere D_T ≈ 9 mm aufweist.
Schaltkontakt nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenstoffplatte (20, 22) eine Dicke D_K mit 2 mm ≤ D_K ≤ 4 mm, insbesondere D_K ≈ 3 mm aufweist.
Schaltkontakt nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltkontaktelement (12, 14) im Schnitt eine L-Geometrie aufweist, deren einer Schenkel der Träger (24, 26) ist.