DE2930189A1

DE2930189A1 - Schubkontaktvorrichtung fuer einen schalter

Info

Publication number: DE2930189A1
Application number: DE19792930189
Authority: DE
Inventors: Rudolf Graf
Original assignee: Sprecher und Schuh AG
Current assignee: Rockwell Automation Switzerland GmbH
Priority date: 1979-03-14
Filing date: 1979-07-25
Publication date: 1980-09-25
Also published as: FR2451622B1; FR2451622A1; AT376326B; ATA1580A; CH637241A5

Description

_ 3 —
Sprecher & Schuh AG, CH-5001 Aarau

Schubkontaktvorrichtung für einen Schalter

Die Erfindung betrifft eine Schubkontaktvorrichtung für einen Schalter, insbesondere für höhe Ströme, nach dem Oberbegriff des Anspruch 1 .

Eine solche Schubkontaktvorrichtung ist z.B. in der CH-Patentschrift 41 0 1 08 beschrieben. Sie hat einen Kranz von starren Kontaktbrücken, die durch zwei Federn einwärts beaufschlagt sind, was aufwändig ist und relativ grosse Radialdimensionen bedingt. Die zahlreichen und grossvolumigen Kontaktbrücken und die Pestkontakte müssen aus teurem elektrisch gut leitendem Kontaktwerkstoff bestehen. Vorteilhaft ist, dass jede Kontaktbrücke die beiden Pestkontakte direkt verbindet, wobei jeweils nur zwei Übergangsstellen pro Kontaktbrücke vorhanden sind.

Eine Vorrichtung nach der DE-Offenlegungsschrift 23 50 890 und der AT-Patentschrift 330 286 benötigt naturgemäss ebenfalls Leitermaterial für die voluminösen Pestkontakte und Kontaktbrücken. Jeder dieser drei Teile hat zusätzlich Kontaktfinger aus federndem Kontaktmaterial. Daher ergeben sich 6 Uebergangsstellen, nämlich je eine zwischen den Kontaktfingern und dem zugehörigen Kontaktteil und dann nochmals je eine zwischen den Kontaktfingern eines Teils und einem anderen Kontaktteil.

030039/0570

Auch diese Konstruktion hat zu grosse Radialabmessungen. Bei einer Vorrichtung nach der DE-Auslegeschrift 1 1 91 465 sind zwar nur zwei Uebergangsstellen vorhanden, die Pestkontakte sind aber aufwändig und mit grossen Radialdimensionen federnd ausgebildet, während als Kontaktbrücke ein starrer zylindrischer Körper vorgesehen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Schubkontaktvorrichtung 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.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Schubkontaktvorrichtung gemäss Anspruch 1 vorgeschlagen.

Als Festkontakte sind einfache starre zylindrische Körper vorhanden, was sowohl fertigungsmässig als auch materialmässig wirtschaftlich ist.

Der Träger kann wahlweise aus elektrisch leitendem Material, wie Aluminium oder auch aus elektrisch isolierendem Material, wie glasfaserarmiertem Kunststoff, bestehen. Er dient der Uebertragung 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.

In der Regel genügt es, wenn die Hülse nur lokal, meist punkteweise mit dem Träger so verbunden ist, dass sie seine Schiebebewegungen mitmachen kann. Bersonders vorteilhaft ist es dabei, wenn in der Hülse mindestens ein Kranz von torsionsfedernden Elementen vorgesehen ist, wie sie z.B. in den CH-PatentSchriften 589 948 und 590 569 beschrieben sind. Diese

030039/0570

federnd auslenkbaren Teile sind dabei mit dex* Hülse aus einem Stück gefertigt.

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 Pestkontakt 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.

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. Dies ermöglicht die sparsame Verwendung des teuren Kontaktfedermaterials. Trotzdem kann eine solche dünnwandige Hülse hohe Ströme übertragen, wie sie von den entsprechende Durchmesser aufweisenden Festkontakten übertragbar sind, weil ja ihr Durchmesser praktisch dem Durchmesser der Festkontakte entsprechen kann und ihre Wandstärke dabei eine eher untergeordnete Rolle spielt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der rein schematischen Zeichnung beispielsweise beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen fragmentaren Längsschnitt durch einen Druckgasschalter in Aus-Stellung,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Kontaktzone des Druckgasschalters der Fig. 1 in Ein-Stellung,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Kontaktzone eines anderen Schalters in Ein-Stellung

Fig. 4 ein Schaubild eines Hülsenumrisses ohne Details,

030039/0570

Pig. 5 einen Ausschnitt einer Hülse gemäss Fig. 4 in Ver-

grösserung, und
Fig. 6 einen vergrösserten Ausschnitt einer anderen Hülse.

Der Druckgasschalter gemäss Pig. 1 und 2 besitzt stationäre starre Pestkontakte 1 und 2, die je in nicht gezeigter Weise mit einer Zuleitung verbunden sind. Im Pestkontakt 2 ist ein Aluminiumzylinder 3 als Träger einer gemäss Pig. 4 und 5 ausgebildeten Kontakthülse 4 vorgesehen. Der Zylinder 3 ist entlang der Achse 5 des Schalters mit der Hülse 4 verschieblich. 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 Pestkontakt 1 leitend und starr verbunden.

Im Zylinder 3 befindet sich ein Kolben 8 mit Ventilen 9, der starr mit dem Pestkontakt 2 verbunden ist.

Im Ringspalt 1 0 zwischen dem Pestkontakt 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 (Pig. 1), so gelangt er in die in Pig. 2 gezeichnete Position, wo nun ein Teil der Hülse 4 auch zwischen dem Zylinder 3 und dem Pestkontakt 1 federnd verformt geklemmt ist. Die elektrische Verbindung zwischen den Pestkontakten 1 und 2 ist somit durch die Hülse 4 mit nur je einer Uebergangsstelle bei jedem der Pestkontakte 1 und 2, d.h. mit gesamthaft zwei Uebergangsstellen hergestellt.

Beim Verschieben des Zylinders 3 in Richtung des Pfeiles (Pig. 1) hat sich der Raum 13 (Pig· 2) mit geeignetem Gas durch die Ventile 9 hindurch gefüllt. Wird nun der Zylinder 3 in Richtung des Pfeiles 14 (Pig. 2) zurückgezogen, so kann das Gas durch die geschlossenen Ventile 9 nicht entweichen und gelangt durch die Düse 1 5 in den Pestkontakt 1, wie dies für Druckgasschalter an sich bekannt ist.

Während beim Druckgasschalter der Pig. 1 und 2 die Hülse 4 samt ihrem Träger, nämlich dem Zylinder 3 im Inneren der Pestkontakte 1 und 2 angeordnet ist, zeigt Pig. 3 einen Schalter, dessen Pestkontakte 101 und 1 02 im Inneren des Trägers 103

030039/0570

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 mit Glasfasern armiertem Kunststoff bestehen kann.

Bei den Schaltern der Fig. 1 und 2 sowie 3 sind die geringen radialen Abmessungen gut erkennbar. Man sieht, dass die Festkontakte 1 , 2 bzw. 1 01 , 102 aus relativ billigem Leitermaterial bestehen können und lediglich für die dünnwandigen Hülsen 4 bzw. 1 04 teureres Kontaktfedermaterial in bescheidenem Umfang und bei bescheidenem Fertigungsaufwand nötig ist. Die Gesamtkonstruktion derartiger Schalter ist einfach und billig.

Die Hülse 1 04 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. mit dem Festkontakt 1 in Berührung kommen. Der Pfeil 1 2 in Fig. 5 entspricht der Schieberichtung 12 in Fig..1 .

Anstelle der beschriebenen Hülse 4 könnte auch eine andere Hülse 62 Verwendung finden, wie sie in Fig. 6 fragmentar 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 einem 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-Patentschriften 589 948 und 590 569 beschrieben.

030039/0570

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.

030039/0570

ORfGlNAL INSPECTED

Claims

PfttonfenwtH·
Leinweber & Zimmermann 25. Juli 1979

Rosenthai 7 / H. Auffl. -1-

D-8000 München 2

Patentansprüche

Schubkontaktvorrichtung für einen Schalter, mit zwei sicn"""im Abstand koaxial gegenüberliegenden starren zylindrischen Pestkontakten, die im eingeschlateten Zustand durch eine Kontaktbrücke elektrisch leitend verbunden sind, welche Eontaktbrücke gegenüber ihrem starren zylindrischen Träger radial federnd mit diesem Träger koaxial zu den Pestkontakten verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Kontaktbrücke eine in einem Ringspalt (10;11) zwischen dem die mechanische Belastung aufnehmenden Träger (3) und dem betreffenden Pestkontakt (1;2) elastisch verformte Hülse (4) aus elektrisch leitendem Material vorgesehen ist.
2. Schubkontaktvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (104) innerhalb des Trägers (103) und ausserhalb der Pestkontakte (101; 102) angeordnet ist.
3· Schubkontaktverrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (4) ausserhalb des Trägers (3) innerhalb der Pestkontakte (1;2) angeordnet ist.
4. Schubkontaktvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (4) durch teilweise Längsschlitze (401 ; 411 ) voneinander getrennte und in Radialrichtung ausgebogene Streifen (402; 412) aufweist.
5. Schubkontaktanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (62) mindestens einen Kranz von leitersprossartigen Kontakt-Torsionselementen (60,61 ) aufweist.
6. Schubkontaktvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse nur örtlich am Träger befestigt ist.

030039/0570

ORIGINAL INSPECTED
7. Schubkontaktanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger aus Aluminium besteht.
8. Schubkontaktanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger aus elektrisch isolierendem Material, wie glasfaserarmiertem Kunststoff besteht.

030039/0570