-
-
Kontaktanordnung für eine mit hohen elektrischen Strömen
-
belastbare Kontakttrennstelle Die Erfindung bezieht sich auf eine
einer mit hohen elektrischen Strömen belastbaren Kontakttrennstelle dienende, an
einem ortsfesten starren Stromleiter auslenkbar befestigbare Kontaktanordnung, welche
einen Kontaktstückträger mit von diesem federnd gehaltenen Kontaktstücken zur Kontaktierung
des Stromleiters und eines in die Kontaktanordnung einführbaren Messerkontaktes
entlt, wobei dieser Messerkontakt von den zugeordneten Kontaktstücken auch dann
noch hinreichend kontaktierbar ist, wenn seine Einführstellung deutlich von einer
Solleinführstellung abweicht.
-
Eine derartige Kontaktanordnung ist bekannt aus der DE-PS 28 51 738.
Hierin finden von Kontaktstückträgern über Federelemente gehaltene Kontaktlamellen
Anwendung, welche einander paarweise gegenüberliegen und sowohl einen Stromleiter,
an welchem die Kontaktanordnung gehalten ist, als auch ein in die Kontaktanordnung
einführbares
Kontaktmesser kontaktieren. Diese Kontaktanordnung ist hinsichtlich ihrer Montage
recht aufwendig, da die insgesamt erforderliche Anzahl von Federelementen groß ist
und ihre Montage zudem viel Geschicklichkeit erfordert. Außerdem sind die Kontaktlamellen
nach längerer Zeit hoher Strombelastung und insbesondere nach Belastung mit Kurzschlußströmen
zu inspizieren und ggf. auszuwechseln, wenn die Kontaktflächen der Kontaktlamellen
angegriffen sind.
-
Ähnlich gelegen ist die Situation bei anderen vergleichbaren Kontaktanordnungen,
beispielsweise einer solchen gemäR der US-PS 3 678 237. Auch diese bekannte Kontaktanordnung
bedarf einer größeren Anzahl von speziell geformten Teilen, wobei eine sehr spezielle
Formgebung auch für den ortsfesten, die Kontaktanordnung tragenden Stromleiter vorgesehen
ist.
-
Im Prinzip bekannt ist es, Kontakttrennstellen für hohe Strombelastungen
mit Kugelkontaktstcen auszurüsten.
-
Frei drehbare Kugelkontakte bieten den Vorteil, daß sie nach dem Ausfahren
und Wiedereinfahren von Kontaktstiften oder dergleichen in der Regel mit einer anderen
Kontaktfläche am Kontaktstift zur Anlage kommen als es bei der vorherigen Stellung
der Fall gewesen ist. Es genügt also eine einmalige Kontakttrennung, um eine Verbesserung
einer vorher stark in Anspruch genommen Kontaktstelle zu erzielen (siehe DE-OS 14
90 449, DE-PS 681 985 und DE-AS 12 05 172). Allerdings ist bei den bekannten Kontaktanordnungen
mit Kugelkontakten eine präzise Einführung des - in aller Regel einen runden Querschnitt
aufweisenden - Kontaktstiftes vorgesehen und notwendig.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kontakt-
anordnung
für die Aufnahme eines Messerkontaktes zu schaffen, welche eine hinreichende Kontaktierung
des Messerkontaktes auch dann gewährleistet, wenn seine Einführstellung deutlich
von einer Soll-Einführstellung abweicht, bei dieser Kontaktanordnung jedoch gleichzeitig
die Vorteile von rollenden Kontaktstücken anzuwenden und schließlich, diese Kontaktanordnung
so zu gestalten, daß sie leicht und ohne besondere Fingerfertigkeit montierbar ist
und eine vergleichsweise einfache Auswechselung der Kontaktstücke gestattet.
-
Erfindungsgemäß wird dieses Ziel durch eine Kontaktanordnung gelöst,
deren Kontaktstückträger von wenigstens einem stromleitenden Profilabschnitt mit
mindestens einer vom Profil gebildeten Aufnahmetasche an jedem der beiden Randbereiche
des Profils gebildet sind, daß weiterhin diese Aufnahmetaschen in montierter Lage
des Kontaktstückträgers zum anzugliedernden Stromleiter und zum einzufahrenden Messerkontakt
hin offen sind und schließlich, daß in jeder der Aufnahmetaschen mehrere rollbare
Kontaktstücke sowie diesen zugeordnete Federelemente unverlierbar gehalten und so
angeordnet sind, daß die rollbaren Kontaktstücke aus den Aufnahmetaschen wenigstens
geringfügig herausragen und - entgegen den Kraften ihrer Federelemente - in ihre
Aufnahmetaschen einrückbar sind. In einer bevorzugten Ausführung setzt sich hierbei
der Kontaktstückträger im wesentlichen aus zwei in montierter Lage spiegelbildlich
einander gegenüberstehenden Profilabschnitten zusammen. Eine derart gebildete Kontaktanordnung
ist sehr einfach zu montieren und sie vereinigt zudem die Vorteile von Kontaktanordnungen
der eingangs bezeichneten Gattung mit den Vorteilen, welche rollbare Kontaktstücke
bieten. Außerdem kann sich eine derartige Kontaktanordnung infolge der Verwendung
von Profilabschnitten mit darin vorgesehenen
Aufnahmetaschen durch
den Vorteil auszeichnen, die Kontaktstücke in besonderer Weise gegen Verschmutzung
und sonstige äußere Einflüsse zu schützen.
-
Einer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens zufolge wird vorgeschlagen,
die beiden Längsenden eines jeden Profil abschnittes mit jeweils einer gesonderten
Verschlußplatte fürjedes Ende der Aufnahmetaschen, oder stattdessen mit einer gemeinsamen,
alle Enden der Aufnahmetaschen eines Endes des Profilabschnittes gleichzeitig abdeckenden
Verschlußplatte auszustatten. Zwar bedarf es in diesem Falle also gesonderter Teile
für die unverlierbare Halterung der rollbaren Kontaktstücke und der diesen zugeordneten
Federelemente, jedoch handelt es sich bei derartigen Verschlußplatten um einfache
Teile, die einfach zu montieren und auch wieder einfach zu demontieren sind und
somit einen einfachen Zugang sowohl zu den Kontaktstücken als auch zu deren Federelementen
gestatten, und zwar sowohl zu Inspektionszwecken, als auch zum Zwecke des Austausches
der Kontakt stücke und gegebenenfalls der Federelemente.
-
Bei einer Kontaktanordnung, deren Kontaktstückträger sich aus zwei
Profilabschnitten zusammensetzt, ist es nun auch möglich und vorteilhaft, an ihren
beiden Längsenden je eine beiden Profilabschnitten gemeinsame Abdeckplatte anzuordnen,
welche sowohl die Enden beider Profilabschnitte und somit die Enden der darin vorgesehenen
Aufnahmetaschen überdeckt, als auch die beiden einander gegenüberstehenden Profilabschnitte
starr oder beweglich miteinander verbindet. Derartige Abdeckplatten erfüllen also
außer der Abdeckfunktion für die Aufnahmetaschen auch noch eine Haltefunktion für
den Zusammenhalt der beiden Profilabschnitte des Kontaktstfickträgers.
-
Einem vorteilhaften Weiterbildungsvorschlag zufolge können in der
Profilierung der Profilabschnitte auch kreisförmige Öffnungen zur Aufnahme von Befestigungsmitteln
für die Halterung von Abschlußplatten vorgesehen sein. Diese kreisförmigen Öffnungen
können entweder mit Gewinden versehen werden oder, einem weiteren Ausgestaltungsvorschlag
zufolge, so bemessen sein, daß sie selbstschneidende oder selbsthaftende Schrauben
zur Halterung von Abschlußplatten aufzunehmen vermögen.
-
Besonders vorteilhaft hierbei ist die Verwendung selbsthaftender Schrauben,
d.h. also solcher Schrauben, die sich selbsttätig spanlos ein Gewinde formen. Hierbei
sind dann weitere Schraubensicherungselemente wie beispielsweise Federringe oder
dergleichen überflüssig.
-
Die rollbaren Kontaktstücke können als Kugeln oder als im Bereich
ihrer Rotationsachse abgeflachte Kugeln ausgebildet sein. Zwar sind abgeflachte
Kugeln in der Herstellung etwas aufwendiger als "richtige" Kugeln, sie bieten jedoch
bei sonst gleichem Durchmesser und gleicher Länge der Aufnahmetaschen mehr Kontaktpunkte.
-
Anstatt Kugeln können auch zylindrische Rollen oder Rollen mit einer
Linsenform Verwendung finden. Hierdurch ist es möglich, noch mehr Kontaktpunkte
pro Langerleinheit zu erzielen.
-
Weitere Ausgestaltungen befassen sich mit der Ausbildung der den Kontaktstücken
zugeordneten Federelemente.
-
Zweckmäßig ist es, allen innerhalb ein- und derselben Aufnahmetasche
angeordneten Kontaktstücken ein gemeinsames Federelement zuzuordnen, beispielsweise
ein solches in einer zylindrischen Schraubenfederform. Noch günstiger hinsichtlich
des Federungseffektes und auch
bezüglich des Raumbedarfes können
jedoch zwar auch schraubenfederartig gewundenen Federelemente sein, die jedoch -
in Achsrichtung gesehen - eine angenähert dreieckige Umfangsform aufweisen. Ähnliches
gilt für derartige Federelemente mit angenähert ovaler oder rechteckiger Umfangsform.
-
Weitere vorteilhafte Gestaltungsmöglichkeiten des Erfindungsgegenstandes
können den Ansprüchen i bis 9 und 16 entnommen werden.
-
Anhand von figürlichen Darstellungen und der nachfolgenden Beschreibung
hierzu sollen der Erfindungsgegenstand und vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten
noch einmal näher erläutert werden.
-
Es zeigt: Figur 1 einen nach unten hin abgebrochenen Schnitt durch
eine erfindungsgemäße Kontaktanordnung, Figur 2 eine nach unten hin abgebrochene
Draufsicht auf die in Figur 1 gezeigte Kontaktanordnung, Figur 3 eine Unteransicht
auf den in Figur 1 voll ausgezeichneten Profilabschnitt, ebenfalls teilweise abgebrochen,
Figur 4 eine Teilansicht gemäß Figur 2, jedoch mit anderen Abdeckplatten und Figur
5 in perspektivischer und gegenüber den vorher genannten Darstellung verkleinertem
Maßstab gezeigter Sicht eine komplette Kontaktanordnung vor ihrer Montage mit einem
ortsfesten starren Stromleiter sowie, links daneben-
stehend, das
Ende eines einzuführenden Messerkontaktes.
-
F i g u r 1 zeigt einen ortsfesten Stromleiter 10 in Form einer Stromschiene
mit einer daran mittels eines Bolzens 11 gehaltenen Kontaktanordnung, in welche,
wie die Darstellung zeigt, das Ende eines Messerkontaktes 12 eingeführt ist. Diese
Kontaktanordnung setzt sich im wesentlichen zusammen aus zwei Profilabschnitten
13 und 14, von denen jedoch lediglich der erstgenannte (13) voll ausgezeichnet,
der zweite (14) hingegen nur noch abgebrochen angedeutet ist. Wie erkennbar, liegt
dabei der Profilabschnitt 14 spiegelbildlich dem Profilabschnitt 13 gegenüber.
-
Bei einer praxisgerechten Ausgestaltung werden die Profilabschnitte
13 und 14 - entgegen dieser Darstellung - nun auch eine völlig symmetrische Formgebung,
bezogen auf eine mit der Achse des Bolzens 11 zusammenfallende Symmetrieachse, aufweisen.
Außerdem kann auch das Profil durchaus größer gestaltet werden, -als in diesem Ausführungsbeispiel
gezeigt und es werden auch stets gleiche rollbare Kontakte und gleiche Federglieder
für alle Kontaktstellen Verwendung finden anstatt der dargestellten unterschiedlichen
Teile. Im vorliegenden Falle ist, und zwar eben zum Zwecke der Veranschaulichung
unterschiedlicher Ausgestaltungsmöglichkeiten' auch die genannte Symmetrie des voll
ausgezeichneten Profilabschnittes 13 nicht gegeben. Gemeinsam beiden Profilhälften
ist jedoch die Anordnung von Aufnahmetaschen 15 und 16 nahe den beiden seitlichen
Randbereichen des Profilabschnittes 13, allerdings weisen auch diese Aufnahmetaschen
15 und 16 unterschiedliche Formgebungen auf. In der Aufnahmetasche 15 sind Kontaktstücke
in Form von Kugeln (sichtbar ist das kugelige Kontaktstück 17)
angeordnet,
welche mittels einem schraubenfederartig gewundenen Federelemente 18 mit einer angenähert
dreieckigen Umgangsform in die gezeigte Lage gedrückt werden. Beim Eindrücken der
Kontaktstücke 17 in das Innere der Aufnahmetasche 15 werden die an diese Kontaktstüce
angrenzenden Schenkel des Federelementes 18 entsprechend ausgebogen, was aber schon
gewisser Kräfte bedarf. Zur Erzielung eines guten Kontaktdruckes sind große Anpreßkräfte
für die Kontaktstücke aber auch durchaus erwünscht.
-
In der Aufnahmetasche 16 sind ebenfalls Kontaktstücke angeordnet,
hier aber in Form von zylindrischen, achslosen Rollen; erkennbar ist das Kontaktstück
19. Diesen Kontaktstücken (19) ist ebenfalls ein gemeinsames Federelement 20 zugeordnet,
welches - anders als das Federelement 18 in der Aufnahmetasche 15 - zwar auch schraubenfederförmig
gewunden ist, jedoch eine angenähert rechteckige Umfangsform aufweist. Ein derartiges
Federelement ist platzsparend unterzubringen und weist eine besonders günstige Federcharakteristik
auf. Nicht unerwähnt bleibe, daß zwischen dem Kontaktstück 19 und dem Federelement
20 eine elastische, isolierende Zwischenlage 21 angeordnet ist, welche dazu dient,
das Federelement 20 vor unmittelbaren thermischen und auch elektrischen Belastungen
zu schützen, d.h. es soll also vermieden werden, daß ein Teil des Stromflusses vom
Kontaktstuck 19 über das Federelement 20 fließt, was zu dessen Erhitzung und im
ungünstigen Falle zur Veränderung seiner Federcharakteristik führen könnte.
-
Erkennbar ist weiterhin, daß die Profilierung beider seitlichen Hälften
des Profilabschnittes 13 kreisförmige Öffnungen 22 und 23 aufweist. Diese Öffnungen
22 und 23 dienen der Aufnahme von Schraubelementen, welche ihrer-
seits
der Halterung von Abdeckplatten dienen. Diese letztgenannten Teile sind in der Draufsicht
in F i g u r 2 zu sehen, welche eine Draufsicht auf die Kontaktanordnung - nach
unten hin abgebrochen - veranschaulicht. Erkennbar hier sind die Schrauben 24 und
25 sowie Abdeckplatten 26 und 27. Diese Abdeckplatten 26 und 27 dienen dem Verschluß
der Aufnahmetaschen 15 und 16 am jenseits der Zeichenebene der Figur 1 gelegenen
Längsende der Profilabschnittes 13. Gleiche AUdeckplatten sind auch am anderen,
diesseits der Zeichenebene gelegenen Längsende des Profilabschnittes 13 vorgesehen,
jedoch aus den Darstellungen nicht zu entnehmen. Bei geeigneter Wahl des Durchmesser
der Öffnungen 22 bzw. 23 können als Schraubelemente 24, 25 solche mit selbstschneidenden
Eigenschaften oder stattdessen solche mit gewindeformenden Eigenschaften Verwendung
finden, wodurch - insbesondere bei der letztgenannten Gattung -eitere Maßnahmen
zur Sicherungen der Schrauben wie z.B.
-
die Verwendung von Federscheiben oder Zahnscheiben entbehrlich sind.
-
Bereits erwähnt wurde der Bolzen 11, welcher die einander gegenüberliegenden
Profilabschnitte 13 und i durchdringt und deren Zusammenhalt bewirkt. An den Enden
dieses Bolzens 11 sind Stifte quer zur Achsrichtung eingetrieben, um diesen Bolzen
11 in der gezeigten Lage zu sichern. Erkennbar ist hier eine Stifthülse 28.
-
Zusätzlich finden beim dargestellten Ausführungsbeispiel Druckfedern
(erkennbar die Druckfeder 29) zur Lagefixierung der kompletten Kontaktanordnung
Verwendung, und zwar dienen sie der Halterung der Kontaktanordnung in einer mittigen
Lage zum Stromleiter 10.
-
Erwähnt sei noch, daß die Profilabschnitte 13 und 14 entlang ihrer
mittigen Längsachse auf ihren von dem
Stromleiter 10 abgekehrten
Seiten jeweils eine Profilnut - beim Profilabschnitt 13 ist diese Profilnut mit
der Ziffer 30 versehen - aufweisen, welcher es zu verdanken ist, daß der Bolzen
11 mitsamt seinen Stifthülsen 28 nicht oder so gut wie nicht über der Außenfläche
des Profilabschnittes 13 bzw. 14 vorsteht.
-
Eine Sicht auf die Kontaktseite des Profilabschnittes 13 veranschaulicht
die F i g u r 3. Erkennbar sind die (in der Darstellung) links gelegenen kugeligen
Kontaktstüc-ke (17), die rechts gelegenen rollenartigen Kontaktstücke (19) sowie
der Bolzen 11. Außerdem sind auch hier die Abdeckplatten 26 und 27 mit ihren Schrauben
24 und 25 sichtbar.
-
Eine derartige Kontaktanordnung ist vergleichsweise einfach in ihrem
Gesamtaufbau und auch einfach zu montieren, und sie erfüllt in sehr zufriedenstellendem
Ausmaß die forderung, den Messerkontakt 12 auch dann einwandfrei aufzunehmen und
sicher zu kontaktieren, wenn er beim Einfahren von der in Fig. 1 dargestellten Sollage
nach oben oder nach unten abweicht, wobei Größenordnungen von *1Omm noch durchaus
akzeptabel sind, mitunter sogar größere Werte. Abweichungen von der Soll-Einführlage
senkrecht zur Zeichenebene der Figur 1 können hierbei dadurch in Kauf genommen werden,
daß man die Länge der Profilabschnitte 13 und 14 entsprechend größer wählt als es
die Breite des Messerkontaktes 12 ist. Nicht unwesentlich bei dieser erfindungsgemäßen
Kontaktanordnung ist es auch, daß die Kontaktstücke (17,19) nicht nur vergleichsweise
einfach auszutauschen sind, sondern darüberhinaus auch verhältnismäßig billige Teile
darstellen, im Gegensatz zu bekannten Kontaktlamellen bei vergleichen Kontaktanordnungen.
Hinzu kommt der bereits erwähnte Vorteil, daß die jeweils kontak-
tierenden
Flächen der Kontaktstücke nach dem Ausfahren und Wiedereinfahren des Messerkontaktes
sich auf der Kugel- bzw. Rollenfläche verschoben haben, so daß die insgesamt anzusetzende
Lebensdauer derartiger rollender Kontaktstücke diejenige von nicht rollenden Kontaktstücken
durchaus zu übertreffen vermag.
-
Mannigfache Abweichungen von dem in den Figuren 1 bis 3 gezeigten
Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens sind denkbar und in vorteilhafter Weise
realisierbar.
-
Beispielsweise ist es möglich, anstatt gesonderter Abdeckplatten für
jedes Ende der Aufnahmetaschen (15, 16) eine gemeinsame Abdeckplatte vorzusehen,
wie solches in der F i g u r 4 vorgesehen ist. In dieser Figur, die eine gleiche
Ansicht wie die Figur 2 darstellt, ist ein Profilabschnitt 31 mit einer Abdeckplatte
32 gezeigt, welche mit Schraubelementen 33 und 34 am Profilabschnitt 31 befestigt
ist und beide (nicht angedeuteten) Aufnahmetaschen in diesem Profilabschnitt 31
überdeckt.
-
Eine in dieser Beziehung noch weitergehende Gestaltungs möglichkeit
veranschaulicht die F i g u r 5. Diese perspektivische und in gegenüber den vorher
erläuterten Figuren verkleinertem Maßstab gezeigte Kontaktanordnung setzt sich aus
Profilabschnitten 35 und 36 zusammen, wobei diese Profilabschnitte von Abdeckplatten
37 und 38 zusanimgengehalten werden, welche gleichzeitig der Abdeckung (aus dieser
Darstellung nicht ZU entnehmender) Aufnahmetaschen dienen. Bei einer derartigen
Ausführung ist die Funktion eines Bolzens 39, wie er rechts der Darstellung der
Kontaktanordnung erkennbar ist, darauf beschränkt, diese Kontaktanordnung mit einem
Stromleiter 40 zu verbinden. Zur Montage des Stromleiters 40 mit der Kontaktanordnung
wird diese in Richtung des Pfeiles 41
auf den Stromleiter 40 aufgebracht
und sodann der bereits genannte Bolzen 39 in Richtung des Pfeiles 42 eingebracht
und gegebenenfalls gesichert. Nunmehr kann ein links der Kontaktanordnung angedeuteter
Messerkontakt 43 in Richtung des Pfeiles 44 in diese Kontaktanordnung eingeführt
werden, und zwar auch dann, wenn er von einer vorgesehenen Sollage abweicht.
-
Über die veranschaulichten Ausführungsbeispiele hinaus können noch
mannigfache andere Ausgestaltungsmöglichkeiten vorteilhaft sein, ohne den Erfindungsgedanken
zu verlassen. Beispielsweise ist. es ohne weiteres möglich, die Verwendung nur eines
einzigen Profilabschnittes vorzusehen und als Gegenlager für Stromleiter und Messerkontakt
Bügel oder Platten zu verwenden. Ebenso ist es möglich, die Profilierung der Profilabschnitte
so auszugestalten, daß sie mehr als nur zwei Aufnahme taschen aufweisen, was insbesondere
dann von Interesse ist, wenn besonders hohe Stromlasten über diese Kontaktanordnung
zu leiten sind.
-
Nicht unerwähnt bleibe, daß bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der
Kontaktanordnung je Einzelkontaktstelle zwei Kontaktübergangsstellen und somit je
Teilstrombahn insgesamt vier Kontaktübergangsstellen gegeben sind, ein Gegensatz
zu Kontaktlamellen bekannter Kontaktanordnungen. Dieser nachteilig erscheinende
Effekt wird aber kompensiert durch die Möglichkeit der Unterbringung sehr vieler
rollbarrer Kontaktstücke innerhalb eines bestimmten Streckenabschnittes, und auch
dadurch, daß nach einem Einfahrvorgang für den Messerkontakt meistens bisher unbeanspruchte
Kontaktstellen der rollbaren Kontaktstücke zur Anlage am Kontaktmesser und teilweise
auch am Stromleiter kommen. Außerdem sind die stromleitenden Profilabschnitte besonders
dazu geeignet, die
nicht zuletzt durch die Kontaktübergangswiderstände
auftretende Wärme unmittelbar an die Umgebung abzuführen, im Gegensatz zu bekannten
Kontaktanordnungen, welche häufig mehr oder weniger in Trägerelementen eingekapselt
sind.
-
Bezugsziffernliste 10 Stromleiter 11 Bolzen 12 Messerkontakt
| 13 |
| 14 Profilabschnitte |
| 1 56gAufnahmetaschen |
17 Kontaktstück in 15 18 Federelement 19 Kontaktstück in 16 20 Federelement 21 elast.
isolierende Zwischenlage
| 2223\ kreisförmige Öffnungen |
| 25#Schrauben |
| 26}Abdeckplatten |
28 Stifthülse 29 Druckfeder 30 Profilnut 31 Profilabschnitt, Fig.4 32 Abdeckplatte
| zwei Schraubelemente |
| 338 Profilabschnitte Fig.5 |
| 334 Abdeckplatten |
| 38 eckplatten |
39 Bolzen 40 Stromleiter 41 Pfeil 42 Pfeil 43 Messerkontakt 44 Pfeil
-
Leerseite -