DE3829877A1 - Ringkontaktstueck fuer mittel- und hochspannungsschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Ringkontaktstück mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Solche Ringkontaktstücke sind z.B. aus dem Prospekt der Anmelderin "CUWODUR Kontaktwerkstoffe-Kontaktteile für Mittel- und Hoch­ spannungs-Schaltgeräte" bekannt.

Wird in ein solches Ringkontaktstück ein dazu passendes stift- oder rohrförmiges Gegenkontaktstück, welches vorn konisch oder gerundet ausgebildet sein kann, eingeführt, dann werden dadurch die Kontaktfinger nach außen gebogen und das Ringkontaktstück aufgeweitet. Durch das Aufweiten des Ringkontaktstückes liegen die Kontaktfinger danach dem Gegenkontaktstück durch Eigen­ federung an und bewirken dadurch die erforderliche Kontakt­ kraft. Dabei ist nachteilig, daß die Kontaktkraft erst im Ver­ lauf des Einschiebevorganges aufgebaut wird, denn solange die Kontaktfinger nicht nach auswärts gebogen werden, können sie keine elastische Reaktionskraft auf das Gegenkontaktstück über­ tragen. Deshalb ist eine prellfreie Kontaktgabe nicht gewähr­ leistet.

Um dem abzuhelfen, ist es bereits bekannt, an der Innenseite des Ringkontaktstückes eine sich über alle Kontaktfinger er­ streckende Ringnut vorzusehen und in diese Ringnut einen Stütz­ ring einzufügen, dessen Aussendurchmesser so bemessen ist, daß er das Ringkontaktstück spreizt und die Kontaktfinger auf seiner Außenseite federnd aufliegen, so daß sie elastisch vorgespannt sind. Auf diese Weise hat die Kraft, mit der die Kontakt­ finger auf ein Gegenkontaktstück einwirken, welches in das Ringkontaktstück eingeschoben wird, von Beginn an eine Größe, die einen vorgegebenen Wert überschreitet. Damit wird gleich zu Beginn der Kontaktgabe eine ausreichende Kontaktkraft ver­ mittelt und die Kontaktgabe erfolgt von Beginn an unter definier­ ten, wiederholbaren Bedingungen.

Solche Ringkontaktstücke in Gestalt einer Tulpe oder einer Düse, deren Finger durch Einsetzen eines Stützringes vorge­ spannt sind, erfordern jedoch einen unerwünschten Fertigungs­ aufwand. Außerdem ist der Stützring häufig dem Angriff des Schaltlichtbogens ausgesetzt. Entsprechendes gilt, wenn man die Kontaktfinger durch eine auf der Außenseite des Ringkontakt­ stücks angebrachte Halterung in einer vorgespannten Lage halten will.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ringkontaktstück der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß ein prell­ freies und definiertes Schalten mit geringerem baulichen Aufwand erreicht wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Ringkontaktstück mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Das erfindungsgemäße Ringkontaktstück benötigt weder einen innen­ liegenden Stützring noch eine außen angebrachte Halterung, um die Kontaktfinger in vorgespanntem Zustand zu halten. Er­ findungsgemäß wird vielmehr allein durch eine Formgebung der Kontaktfinger dafür gesorgt, daß die Kontaktfinger allein durch Eigenfederung federnd an den jeweils benachbarten Kontakt­ fingern anliegen. Auf diese Weise stützen sich die Kontakt­ finger gegeneinander ab, jeder Kontaktfinger nämlich an seinen beiden Nachbarn, so daß ein gesonderter Stützring im Innern des Ringkontaktstücks oder eine Halterung auf der Außenseite des Ringkontaktstücks überflüssig sind. Erfindungsgemäße Ring­ kontaktstücke sind deshalb im Aufbau sehr einfach und in der Herstellung preiswert. Sie haben den weiteren Vorteil, daß die Kontaktfinger vor dem Einführen und nach dem Herausziehen des Gegenkontaktstückes im Bereich ihrer kontaktgebenden Enden an­ einander anliegen, so daß die Schlitze zwischen den Kontakt­ fingern dort geschlossen sind. Wegen fehlender oder zumindestens verringerter Kanteneffekte hat man deshalb an den kontaktgeben­ den Enden der Kontaktfinger einen verminderten Lichtbogen-An­ griff und erzielt eine höhere Spannungsfestigkeit des Schalters.

Die neuen Ringkontaktstücke eignen sich besonders für Mittel- und Hochspannungsschalter für Spannungen oberhalb von etwa 1000 V. Sie können sowohl für Hauptstromkontakte, die durch eine Ver­ silberung der Kontaktfinger in ihrem kontaktgebenden Bereich einen geringen Kontaktübergangswiderstand gewährleisten, als auch für Lichtbogen-Vorkontakte, die mit einem abbrandfesten Kontaktwerkstoff bestückt sind (Abbrandkontakte),eingesetzt wer­ den.

Anspruch 5 gibt ein besonders geeignetes Verfahren an, um erfindungsgemäße Ringkontaktstücke herzustellen. Dazu werden die Kontaktfinger durch Einführen eines Spreizwerkzeuges zu­ nächst gespeizt, so daß sie elastisch gespannt sind. Während sie gespreizt sind, werden sie danach plastisch verformt, und zwar so, daß sie nach außen ausgebuchtet werden. Dabei nähern sich ihre kontaktgebenden Enden einander an. Zieht man danach das Spreizwerkzeug aus dem Ringkontaktstück zurück, schnappen die Kontaktfinger zusammen und liegen mit ihren kontaktgebenden Enden aneinander an. Hatten die Schlitze zwi­ schen den Kontaktfingern vor dem plastischen Verformen der Kontaktfinger eine konstante Breite, so hat ihre Breite danach im Bereich der Ausbuchtung ein Maximum. Vorzugsweise liegt das Maximum wesentlich näher bei den kontaktgebenden Enden der Kontaktfinger als bei den dem Sockel benachbarten Enden der Schlitze, denn dann läßt sich die Vorspannung der Finger gleich­ mäßiger und besser reproduzierbar einstellen. Auch das Aus­ buchten selbst kann an jener Stelle leichter erfolgen als in der Nähe des Sockels des Ringkontaktstückes.

Die Vorspannung, mit der die Kontaktfinger im Ringkontaktstück aneinander anliegen, kann einfach dadurch auf einen vorgegebenen wählbaren Wert gebracht werden, daß man die Kraft, mit der die gespreizten Kontaktfinger plastisch verformt werden, entsprechend wählt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt ein Ringkontaktstück in Gehalt einer Düse in einer teilweise geschnittenen Seiten­ ansicht in halbfertigem Zustand, nämlich vor dem plastischen Verformen der Kontaktfinger,

Fig. 2 zeigt das Ringkontaktstück aus Fig. 1 in der Vorderansicht,

Fig. 3 zeigt das Ringkontaktstück aus Fig. 1 in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht nach der plastischen Verformung seiner Kontaktfinger, also in erfindungsgemäßer Gestalt,

Fig. 4 zeigt das Ringkontaktstück aus Fig. 3 in der Vorderansicht, und

Fig. 5 zeigt in einer teilweise geschnittenen Seiten­ ansicht ein Werkzeug, mit dessen Hilfe sich das in Fig. 1 dargestellte Ringkontaktstück in die in Fig. 3 dargestellte Gestalt überführen läßt.

Das Ringkontaktstück hat einen zylindrischen Sockel 1, welcher sich an seinem einen Ende in vier untereinander gleiche Kontakt­ finger 2 fortsetzt, welche durch - verglichen mit der Breite der Kontaktfinger 2 - schmale Schlitze 3 voneinander getrennt sind. Die Schlitze 3 enden in der Nähe des Sockels 1. Im Mantel des Sockels befindet sich eine radiale Montagebohrung 6.

Das Ringkontaktstück besteht aus einem für die Verwendung in Mittel- und Hochspannungs-Schaltgeräten geeigneten Kontakt­ werkstoff, beispielsweise aus einem Kupfer-Chrom-Verbundwerk­ stoff, wobei die Kontaktfinger 2 an ihren kontaktgebenden Enden 4 mit Schaltstücken aus einem abbrandfesterem Werkstoff, insbesondere aus einem Wolfram-Kupfer-Verbundwerkstoff bestückt sind.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten halbfertigen Ringkontaktstück haben die Schlitze 3 eine konstante Breite. Nach dem plastischen Verformen der Kontaktfinger 2 hat die Schlitzbreite in der Nähe der Schaltstücke 4 ein Maximum 5, denn im Bereich des Maximums 5 sind die Kontaktfinger 2 ausgebuchtet worden mit der Folge, daß sie an ihren kontaktgebenden Enden 4 nunmehr mit Vorspannung gegeneinandergedrückt werden, wodurch die Schlitze dort geschlossen sind (siehe Fig. 4).

Das Werkzeug, mit welchem die Kontaktfinger 4 plastisch verformt werden, ist in der Fig. 5 dargestellt. Das Werkzeug umfaßt ein Gesenk 7 mit einer zylindrischen Ausnehmung 8, in welcher in koaxialer Anordnung ein Zapfen 9 steht. In das Gesenk 7 wird das Ringkontaktstück mit seinen abbrandfesten Schaltstücken 4 nach unten weisend eingesetzt, so daß der Zapfen 9 in dem von den Kontaktfingern 2 umschlossenen Bereich liegt. Der Innendurchmesser der Ausnehmung 8 ist wenige mm größer gewählt als der Außendurch­ messer des kontaktgebenden Endes des Ringkontaktstückes gemäß Fig. 1. Durch dieses Übermaß der Ausnehmung 8 wird ermöglicht, die Kontaktfinger 2 im Gesenk zu spreizen. Dies geschieht mittels eines aus vier Segmenten ähnlich einer Spannzange kranzförmig zusammengesetzten Spreizwerkzeug 10. Die vier Segmente des Spreizwerkzeuges 10 werden vor dem Einsetzen des Ringkontakt­ stückes um den Zapfen 9 des Gesenks 7 herumgestellt und durch einen Gummiring zusammengehalten, welcher in eine Ringnut 11 des Spreizwerkzeuges eingelegt wird. Im oberen Bereich des Spreizwerkzeuges sind dessen Segmente auf der Außenseite ballig und auf der Innenseite konisch ausgebildet. Über das Spreizwerkzeug hinweg wird das Ringkontaktstück in das Gesenk 7 eingesetzt und dann von oben her in das Ringkontaktstück ein an seiner Spitze konischer Spreizdorn bis in den konischen Abschnitt des Spreizwerkzeugs 10 eingeführt und so stark in dieses hineingedrückt, daß sich die Segmente des Spreizwerk­ zeuges spreizen. Dadurch werden die Kontaktfinger 10 zunächst elastisch gespreizt, bis sie am Rand der Ausnehmung 8 des Ge­ senks 7 zur Anlage kommen. Danach ist ein weiteres Spreizen der Kontaktfinger nicht mehr möglich. Bei weitergehendem Spreizen des Spreizwerkzeuges 10 werden die Kontaktfinger viel­ mehr ausgebuchtet und dabei bleibend verformt. Dadurch nähern sich die Schaltstücke 4 einander an und schnappen zusammen, sobald der Spreizdorn 12 zurückgezogen wird.

Claims (7)

1. Ringkontaktstück, bestehend aus einem Sockel und einem Kranz von auf einem Kreis angeordneten, durch achsparallele Schlitze im Ringkontaktstück getrennten, federnden Kontakt­ fingern, zur konzentrischen Stromübertragung auf ein stift­ oder rohrförmiges Gegenkontaktstück in einem elektrischen Mittel- oder Hochspannungsschalter, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfinger (2) so vorgespannt sind, daß ihre kontakt­ gebenden Enden (4) allein durch Eigenfederung federnd an den jeweils benachbarten Kontaktfingern (2) anliegen.

2. Ringkontaktstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Schlitze (3) zwischen dem Sockel (1) und den kontaktgebenden Enden (4) der Kontaktfinger (2) ein Maximum (5) hat.

3. Ringkontaktstück nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Maximum näher bei den kontaktgebenden Enden (4) der Kontaktfinger (2) als bei den dem Sockel (1) benachbarten Enden der Schlitze (3) liegt.

4. Ringkontaktstück nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kontaktfinger (2) im Bereich jenes Maximums (5) ausgebuchtet sind.

5. Verfahren zum Umformen eines Ringkontaktstücks, welches aus einem Sockel und einem Kranz von auf einem Kreis angeordneten, durch achsparallele Schlitze im Ringkontaktstück getrennten, federnden Kontaktfingern besteht, welche sich gegen­ seitig nicht berühren, in eine Gestalt gemäß einem der vor­ stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringkontaktstück durch elasti­ sches Auswärtsbiegen der Kontaktfinger (2) aufgeweitet und in diesem aufgeweiteten Zustand gehalten wird, dann die Kontakt­ finger (2) unter plastischer Verformung ausgebuchtet werden, so daß sich ihre kontaktgebenden Enden (4) einander annähern, und danach die Kontaktfinger (2) durch eigenes Rückfedern zur Anlage aneinander gebracht werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß alle Kontaktfinger (2) in gleicher Weise ausgebuchtet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß alle Kontaktfinger (2) gleichzeitig ausgebuchtet werden.