DE3840192C2

DE3840192C2 -

Info

Publication number: DE3840192C2
Application number: DE19883840192
Authority: DE
Inventors: Joseph H. F. G. Dipl.-Ing. Venlo Nl Lipperts; Guenter 4000 Duesseldorf De Pilsinger
Original assignee: Calor Emag AG
Current assignee: Calor Emag AG
Priority date: 1987-12-02
Filing date: 1988-11-29
Publication date: 1992-01-16
Also published as: DE3840192A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kontaktanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche geht aus der DE-OS 24 31 224 als bekannt hervor. Dabei ist die Kopfscheibe im Verhältnis zu der einzigen, darunter liegenden Scheibe mit geringerer Stärke ausgebildet.

Die Zerlegung des Kontaktstückes in Scheiben hat den Vorteil, daß ledigllich eine dünne Kopfscheibe aus dem relativ teuren Lichtbogenkontaktmaterial bestehen muß. Die weitere, der Kopfscheibe untergebauten Scheibe kann dann aus kostengünstigem entgastem Kupfer bestehen.

In der Regel werden die Scheiben durch Lötung miteinander verbunden.

Für die der Kopfscheibe untergebaute Scheibe ist es bekannt, eine legierte Kupferscheibe zu verwenden (EP 00 52 371 B1).

Eine bekannte Kontaktanordnung für Vakuumschaltkammern nach der DE 29 05 087 A1 enthält Kontaktstücke, bestehend aus jeweils einem konisch zulaufenden geschlitzten Ringkörper als Abbrandelektrode, der von einer den Nennstrom führenden Elektrode durchsetzt ist. Die Abbrandelektrode soll durch Gesenkschmieden, Gießen, Pressen oder durch Stanzen hergestellt sein.

Bei einem anderen Vakuumschaltkontaktstück (DE 83 30 350 U1) sind die Kontaktstücke durch zwei scheibenförmige Magnetfeldspulen gebildet. Während die Spulenbildung in der Kopfscheibe durch sektorales Hinzufügen von gut leitenden Material vorgenommen werden soll, wird dies in der untergebauten Scheibe durch dortige Ausnehmungen bzw. Schlitze erreicht. Letztere sollen insbesondere durch Stanzen erzeugt werden.

Schließlich ist es aus EP 01 59 737 A1 bekannt, ferromagnetische, hufeisenförmige Scheiben in der Nähe der Kontaktstücke einer Vakuumschaltkammer zu plazieren. Die übereinander gestapelten Scheiben enthalten Löcher, die eine Zentrierung sowie gegenseitige Verbindung der Scheiben gestatten.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Herstellung der Kontaktstücke durch Einstanzen der Schlitze zu vereinfachen.

Dies gelingt mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1, nämlich die Materialstärke der einzelnen Scheiben nicht größer als deren Schlitzbereiche zu wählen.

Es wurde gefunden, daß nur bei Einhaltung dieser Verhältnisse eine nachbearbeitungsfreie, für die Werkzeuge verschleißarme also wirtschaftliche Fertigung gelingt.

Durch das Stanzen bzw. Feinschneiden der einzelnen Scheiben ergibt sich nicht nur eine beträchtliche Arbeitsersparnis, man ist auch flexibler in der Gestaltung der Schlitzkonturen. Beim Stanzen ist nahezu jeder Schlitzradius ohne weiteres machbar.

Je nach Schaltleistung der Kontaktanordnung wird die Kontaktstückmasse bzw. die Schlitzbreite variiert.

Die Anzahl der Unterbauscheiben aus Kupfer ergibt sich dann zwangsläufig, da die notwendige Wärmekapazität eines Kontaktstückes von dessen Masse abhängt.

Für ein typisches Kontaktstück reicht es aus, die Kopfscheibe in einer Materialstärke von bis zu 3 mm auszuführen. Die darunter liegende einzige Kupferscheibe kann dann in Materialistärken bis ca. 6 mm ausgeführt sein. Die entsprechenden Schlitzbreiten betragen dann 3 mm in der Kopfscheibe und bis zu 6 mm (je nach Materialstärke) in der Unterbauscheibe.

Einen großen Schaltleistungsbereich für einen Vakuumleistungsschalter für Mittelspannung kann man mit Kontaktstücken abdecken, die aus jeweils zwei Unterbauscheiben aus Kupfer bei einer Schlitzbreite von 3 bis 6 mm - bei entsprechender Materialstärke - gebildet sind. Als günstig haben sich auch Schlitzbreiten von 1,2 bis 1,5 mm herausgestellt.

Die der Kopfscheibe untergebauten, relativ weichen Kupferscheiben lassen sich besonders gratfrei im bekannten Feinschneidverfahren (Feinstanzen) schlitzen.

An Hand eines Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Vakuumschaltkammer mit einem zylindrischen Isolator 1, der von zwei metallischen Deckeln 2, 2a verschlossen ist. Die Deckel werden von den Leiterbolzen 3, 3a durchgriffen. Diese tragen die Kontaktstücke 4, 4a, die jeweils aus drei Scheiben, nämlich einer Kopfscheibe 5 aus Lichtbogenkontaktmaterial sowie zwei darunter liegende Kupferscheiben 5a, 5b, aufgebaut sind. Die Scheibe 5 ist ein Sinterkontaktmaterial. Bewährt haben sich Kupferchrommaterialien. Aus mechanischen Gründen kann dem Kontaktstück eine Trägerscheibe 6 aus Edelstahl untergebaut werden.

Metallene Bedampfungschilde 7, 7a sind in bekannter Manier zum Schutz des Isolators 1 bzw. des Faltenbalges 8 vorhanden.

Fig. 2 zeigt die Kontaktanordnung im Teilschnitt, Fig. 3 die entsprechende Draufsicht auf das Kontaktstück 4, gemäß Schnittlinien A-A der Fig. 2.

Alle Scheiben sind miteinander hart verlötet. Die geschlitzten Scheiben 5, 5a, 5b sind so aufeinandergelegt und ausgerichtet, daß sich jeweils für ein Kontaktstück durchgehende Schlitze 9 mit einer Schlitzbreite 10 ergeben.

Die spröde Kopfscheibe 5 kann durch konventionelles Stanzen, bzw. im Feinschneidverfahren, ohne Schneidmittel, d. h. trocken, geschlitzt werden.

Das Ausrichten der einzelnen Scheiben ist zeitintensiv und erfordert eine spezielle Vorrichtung, damit im Kontakt der durchgehende Schlitz entsteht. Es ist daher zusätzlich vorgesehen, die einzelnen Scheiben mit Zentrierungsmarken auszustatten, mit deren Hilfe sie selbstzentrierend für die Lötung aufeinander stapelbar sind.

Solche Zentrierungsmarken können zweckmäßig aus in die Scheiben eingebrachten und sich entsprechenden Sicken 11 sowie Höcker 12 gebildet sein (siehe Fig. 4 und 5).

Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf einen Schaltkontakt.

Fig. 5 zeigt dessen Querschnitt gem. Linie B-B.

Die nach außen hin abgeschrägte Kopfscheibe 5 besitzt an der Unterseite jeweils sich um 180° versetzte Sicken 11. In diese ragen entsprechende Höcker 12 der darunterliegenden Scheibe 5a. In deren Sicken 11 wiederum greifen die Höcker 12 der unteren Scheibe 5b ein. Höcker und Sicken sind kreisrund ausgeführt. Sie werden beim Stanzen der Schlitze 9 in einem Stanzvorgang eingebracht. Dabei werden die Höcker 12 von einem Stempel in eine Matrize durchgedrückt; dadurch wird das Scheibenmaterial in gewisser Weise verdichtet. Das heißt, der durchgedrückte Höcker 12 der einen Scheibe hat eine geringere Tiefe als die gegenüberliegende Sicke 11 der anderen Scheibe. Dieser Effekt hat zur Folge, daß die Scheiben beim Übereinanderschichten immer stets satt aufeinanderliegen und die Höcker nicht stören.

Bei den gezeigten, auf dem Umfang gleich verteilten Schlitzen 9 ist lediglich daruaf zu achten, daß die Schlitze 9 einer Kontaktanordnung stets die gleiche Drehrichtung aufweisen. Es ist auch denkbar, daß ein von 180° abweichendes Raster zur Fixierung der Scheiben gewählt wird.

Mit der gezeigten Anordnung sind die einzelnen Scheiben durch Aufeinanderschichten selbstzentrierbar; spezielle Lötvorrichtungen sind entbehrlich.

Die Kopfscheibe 5 ist durchaus mit Höcker und Sicken fertigbar. Der nicht benötigte Höcker 12 an der Kontaktseite wird dann beim Abschrägen dieser Scheibe abgearbeitet bzw. eingeebnet.

Claims

1. Schaltkontakt-Anordnung für einen elektrischen Vakuumschalter, mit zwei sich in dessen Vakuumkammer gegenüberstehenden und relativ zueinander beweglichen Kontaktstücken, die jeweils aus mindestens zwei mit Schlitzen durchsetzten Scheiben gebildet sind, wobei die geschlitzten Scheiben so aufeinandergelegt und ausgerichtet sind, daß sich jeweils für ein Kontaktstück durchgehende Schlitze ergeben und für die beiden miteinander in Berührung bringbaren Kopfscheiben der zwei Kontaktstücke ein im Vergleich zu der den darunter liegenden Scheibe(n) relativ sprödes Lichtbogenkontaktmaterial gewählt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialstärke der einzelnen Scheiben (5, 5a, 5b) nicht größer als deren Schlitzbreite (10) gewählt ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktstück aus einer 3 mm starken Kopfscheibe (5) aus einem Sintermaterial sowie einer darunter liegenden Kupferscheibe mit einer Stärke zwischen 4 mm und 6 mm gebildet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktstück aus drei Scheiben, nämlich der Kopfscheibe (5) aus einem Sintermaterial sowie zwei darunter liegenden Kupferscheiben (5a, 5b) gebildet ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzbreite (10) 1,2 mm bis 1,5 mm beträgt.

5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzbreite (10) 3 mm bis 6 mm beträgt.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Scheiben (5, 5a, 5b) Zentrierungsmarken enthalten, mit deren Hilfe sie selbstzentrierend für einen durchgehenden Schlitz (9) zusammenstellbar sind.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der einen Seite der Scheiben (5, 5a, 5b) mindestens zwei Sicken (11) und auf der anderen Seite den Sicken entsprechende Höcker ein- bzw. ausgeprägt sind und Sicken sowie Höcker für eine Zentrierung der Scheiben ineinander passen, wobei die Kopfscheibe (5) lediglich an der zu den Scheiben (5a, 5b) hin gerichteten Seite Sicken bzw. Höcker aufweist.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Höcker (12) bzw. Sicken (11) einer Scheibe (5, 5a, 5b) sich in 180°-Anordnung gegenüberliegen.