DE4105335A1 - Elektrische kontaktanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Kontaktanord­ nung mit einem mehrere Lamellen enthaltenden Lamellenkontakt und mit einem gegenüber diesem beweglichen Gegenkontaktstift sowie mit mindestens einem, mit dem Lamellenkontakt mechanisch und elektrisch verbundenen, während einer Schaltbewegung am Gegenkontaktstift gleitenden Vorkontaktstück.

Eine derartige Kontaktanordnung ist beispielsweise aus der DE-PS-36 09 161 bekannt. Dort ist ein Tulpenkontakt mit Kontaktlamellen beschrieben, in die ein Gegenkontaktstift im Zuge einer Einschaltbewegung zur Kontaktgabe einfährt. Es ist ein zum Tulpenkontakt koaxialer Vorkontakt vorgesehen, der dem Lamellenkontakt vorgelagert ist und beim Einschalten zuerst mit dem Gegenkontaktstift kontaktiert.

Ein solcher Kontakt ist nicht in der Lage, Verschiebungsströme, die beim Umschalten von Sammelschienen auftreten und die bei kleiner Spannung hohe Stromstärken aufweisen, dauerhaft ein­ wandfrei zu schalten. Der Spannungsabfall zwischen dem Vor­ kontaktstück und dem Lamellenkontakt ist für den beschriebenen Schaltfall zu groß, so daß zwischen dem Gegenkontaktstift und dem Lamellenkontakt Lichtbögen auftreten können.

Aus der DE-AS-11 34 446 ist eine Kontaktanordnung bekannt, die einen tulpenförmigen Lamellenkontakt und einen mit diesem zusam­ menwirkenden Gegenkontaktstift aufweist, wobei mit den einzel­ nen Lamellen des Lamellenkontakts als Lichtbogenkontakt wirken­ de Abbrandkontaktstücke verbunden sind. Die Abbrandkontaktstücke sind den Lamellen vorgelagert, so daß sie als erste den Kontakt zum Gegenkontaktstift herstellen. Diese Kontaktanordnung hat den Nachteil, daß die Kontaktfläche des Gegenkontaktstiftes, die im Einschaltzustand mit dem Lamellenkontakt in Berührung steht, beim Einschaltvorgang sowie beim Ausschaltvorgang infolge der Beanspruchung durch den Lichtbogenkontakt beschä­ digt werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kontakt­ anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die Kommu­ tierungsströme dauerhaft schaltet und bei der die den Nennstrom tragenden Kontaktflächen des Gegenkontaktstiftes vor mechani­ schem Verschleiß durch die hochbeanspruchten Kontaktflächen des Vorkontaktstückes geschützt werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Vor­ kontaktstück mit wenigstens einer Lamelle derart mechanisch verbunden ist, daß ein durch den Gegenkontaktstift auf die Lamelle ausgeübter Druck das Abheben des Vorkontaktstücks vom Gegenkontaktstift bewirkt.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer elektrischen Kontaktanordnung wird gewährleistet, daß das Vorkontaktstück von dem Gegenkontaktstift zu dem Zeitpunkt abgehoben wird, wenn der Gegenkontaktstift mit dem Lamellenkontakt, der den Haupt­ kontakt darstellt, in Berührung kommt. Dadurch wird die Fläche des Gegenkontaktstiftes, die durch die Berührung mit dem Vor­ kontaktstück bzw. durch Lichtbögen, die zwischen dem Gegenkon­ taktstift und dem Vorkontaktstück brennen, belastet sind, stark reduziert. Das ist insbesondere bei solchen Kontaktanordnungen vorteilhaft, bei denen die Fläche des Gegenkontaktstiftes, die bei einem Einschaltvorgang zuerst mit dem Vorkontaktstück in Berührung kommt, später beim weiteren Einfahren in den Kontakt direkt mit dem Lamellenkontakt zusammenwirkt. In diesem Fall ist eine Beschädigung der Fläche des Gegenkontaktstiftes sehr nachteilig, da sie den elektrischen Übergangswiderstand zwischen dem Gegenkontaktstift und dem Lamellenkontakt beträchtlich vergrößert.

Durch die erfindungsgemäße Lösung ist es möglich, das Vorkon­ taktstück in unmittelbarer Nähe der Lamellen anzuordnen, die den Hauptkontakt bilden. Dadurch ist der elektrische Wider­ stand zwischen dem Vorkontaktstück und dem Lamellenkontakt sehr gering, so daß die Kommutierung vom Vorkontaktstück auf den Hauptkontakt auch bei großen Strömen, beispielsweise bei Verschiebungsströmen, im Falle eines Sammelschienenwechsels problemlos und ohne Lichtbögen zwischen dem Gegenkontaktstück und dem Lamellenkontakt stattfinden kann.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Vorkontaktstück einer Lamelle vorgelagert und mit dieser einstückig verbunden ist und daß ein Teil der Lamelle bei Kontaktgabe des Vorkontaktstückes in die Bewegungsbahn des Gegenkontaktstiftes hineinragt.

Der Gegenkontaktstift kommt beim Einschaltvorgang zuerst mit dem Vorkontaktstück in Berührung. Das Vorkontaktstück gleitet auf dem Gegenkontaktstift. In dieser Stellung ragt ein Teil der Lamelle, mit der das Vorkontaktstück verbunden ist, in die Bewegungsbahn des Gegenkontaktstiftes hinein. Wenn der Gegen­ kontaktstift sich soweit bewegt hat, daß er die Lamelle be­ rührt, wird diese durch den Gegenkontaktstift aus dessen Bewegungsbahn geschoben. Die Bewegung der Lamelle wird durch die einstückige Verbindung auf das Vorkontaktstück übertragen, das durch diese Bewegung von dem Gegenkontaktstift abgeho­ ben wird. Der Gegenkontaktstift steht jetzt nur noch mit der Lamelle in elektrischem Kontakt.

Durch das Abheben des Vorkontaktstückes bei der Kontaktgabe der Lamelle wird die Oberfläche des Gegenkontaktstiftes so wenig wie möglich Lichtbogenbeanspruchungen und mechanischen Beanspru­ chungen durch das Vorkontaktstück ausgesetzt.

Die erfindungsgemäße Kontaktanordnung kann bei Anordnung der Lamellen in Form eines Tulpenkontaktes dadurch vorteilhaft ausgestaltet werden, daß mehrere Vorkontaktstücke am Umfang des Tulpenkontaktes symmetrisch verteilt sind.

Die Verwendung mehrerer Vorkontaktstücke ergibt eine dauerhafte und zuverlässige Vorkontaktgabe und führt zu einer symme­ trischen Verteilung der Kräfte auf den Gegenkontaktstift beim Einfahren in den Tulpenkontakt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß jedes der Vorkontaktstücke gegenüber der Lamelle, mit der es verbunden ist, in Umfangsrichtung des Tulpenkontaktes versetzt ist.

Durch diese Anordnung der Vorkontaktstücke gegenüber den Lamel­ len ist gewährleistet, daß die Kontaktgabe der Lamellen im Ein­ schaltzustand an einer Stelle des Gegenkontaktstiftes erfolgt, die nicht mit einem der Vorkontaktstücke zusammenwirkt und somit dem Verschleiß durch die Vorkontaktgabe nicht ausgesetzt ist.

Weiterhin wird die Erfindung vorteilhaft dadurch ausgestaltet, daß jeweils zwei Vorkontaktstücke mit einer Lamelle verbunden sind und daß die Lamelle in Umfangsrichtung zwischen den Vorkon­ taktstücken angeordnet ist. Durch diese Gestaltung ergibt sich eine symmetrische Kraftwirkung auf die Lamelle bei der Vorkon­ taktgabe, wobei gleichzeitig vermieden ist, daß die Kontaktgabe des Lamellenkontaktes an einer Stelle des Gegenkontaktstiftes stattfindet, die von der Vorkontaktgabe beansprucht ist.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Vorkontaktstücke wenigstens teilweise aus abbrandfestem Material bestehen.

Dadurch wird eine lange Lebensdauer und dauerhaft zuverlässiges Funktionieren der Kontaktanordnung gewährleistet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels in einer Zeichnung gezeigt und anschließend beschrieben. Dabei zeigen die Fig. 1-5 einen Halbschnitt einer tulpenför­ migen Kontaktanordnung und einen Gegenkontaktstift in unter­ schiedlichen Phasen der Schaltbewegung. Die Fig. 6 zeigt eine Lamelle mit zwei Vorkontaktstücken.

Die Fig. 1 bis 5 zeigen einen Teil eines Tulpenkontaktes 1 mit ringförmig angeordneten Lamellen 2, 3, die in einem Kontaktkäfig 4 gehalten und durch die Wirkung von Federn 5, 6 radial nach innen gedrückt werden. Ein Gegenkontaktstift 7 ist in den Tulpenkontakt axial einfahrbar. Bei nicht eingefahrenem Gegenkontaktstift 7 sind die Kontaktlamellen 2, 3 durch einen Ring 8 abgestützt, der mit dem Kontaktkäfig 4 verbunden ist. Außerdem sind die Kontaktlamellen 2, 3 an ihrem hinteren Ende 9 gegen einen Flansch 10 des Kontaktkäfigs 4 abgestützt. Von den Kontaktlamellen 2, 3 sind drei gleichmäßig am Umfang des Tulpen­ kontaktes verteilte Lamellen 3 speziell ausgebildet. Die spe­ ziell ausgebildeten Lamellen 3 ragen radial über die übrigen Kontaktlamellen 2 hinaus in das Innere des Tulpenkontaktes hinein. Diese besonders ausgebildeten Kontaktlamellen 3 weisen je ein mit ihnen einstückig verbundenes Vorkontaktstück 11 auf, das aus abbrandfestem Material besteht. Fig. 2 zeigt die Kontaktanordnung aus Fig. 1 mit einem Gegenkontaktstück 7, das gegenüber der Darstellung in Fig. 1 ein Stück weiter in den Tulpenkontakt eingefahren ist. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß das Vorkontaktstück 11 als erste mit dem Gegenkontaktstift 7 in Kontakt kommt. Bei der Herstellung dieses elektrischen Kon­ taktes können Lichtbögen auftreten. Ein Teil des Gegenkontakt­ stiftes ist aus diesem Grunde aus abbrandfestem Material ausge­ bildet. Die Vorkontaktstücke 11 gleiten dann beim weiteren Ein­ fahren des Gegenkontaktstiftes 7 über dessen Oberfläche. Der Gegenkontaktstift 7 ist an seinem stirnseitigen Ende abgerun­ det, so daß die Vorkontaktstücke 11 beim weiteren Einfahren des Gegenkontaktstiftes 7 kontinuierlich radial nach außen wegge­ drückt werden. Dadurch kippen die besonders ausgebildeten Kontaktlamellen 3 um den Punkt, an dem sie sich am Flansch 10 des Kontaktkäfigs 4 abstützen, nach außen. Beim weiteren Einfah­ ren des Gegenkontaktstiftes 7 in den Tulpenkontakt berühren, wie aus Fig. 3 ersichtlich, die übrigen Lamellenkontakte 2 die Oberfläche des Kontaktstiftes 7.

Fährt der Gegenkontaktstift 7 noch weiter in den Tulpenkontakt hinein, so kommen auch die besonders ausgebildeten Lamellen 3 mit der Oberfläche des Gegenkontaktstiftes 7 in Berührung, wie aus Fig. 4 ersichtlich. Fig. 5 zeigt, daß beim weiteren Ein­ fahren des Gegenkontaktstiftes 7 die Hauptkontaktbereiche der besonders ausgebildeten Lamellenkontakte 3 durch den Gegenkon­ taktstift 7 weiter radial nach außen gedrückt werden, wodurch die Vorkontaktstücke 11 von der Oberfläche des Gegenkontakt­ stiftes 7 abheben. Dadurch wird der Kommutierungsvorgang von dem Vorkontaktstück 11 zu den Lamellen 3 abgeschlossen.

Danach kann der Gegenkontaktstift 7 weiter in den Tulpenkontakt eingefahren werden, ohne daß durch die Vorkontaktstücke 11 eine weitere Beanspruchung der Oberfläche des Gegenkontaktstiftes 7 infolge mechanischer oder Lichtbogeneinwirkung stattfindet. Dadurch finden die Lamellenkontakte im eingefahrenen Zustand des Gegenkontaktstiftes 7 bei der Kontaktgabe eine einwandfreie Oberfläche des Gegenkontaktstiftes zur elektrischen Kontak­ tierung.

Die Fig. 6 zeigt eine besonders ausgebildete Kontaktlamelle 3 mit zwei einstückig mit dieser verbundenen Vorkontaktstücken 11, die gegenüber der Lamelle 3 seitlich versetzt sind.

Claims (6)

1. Elektrische Kontaktanordnung mit einem mehrere Lamellen enthaltenden Lamellenkontakt und mit einem gegenüber diesem beweglichen Gegenkontaktstift sowie mit mindestens einem, mit dem Lamellenkontakt mechanisch und elektrisch verbundenen, während einer Schaltbewegung am Gegenkontaktstift gleitenden Vorkontaktstück, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorkontaktstück (11) mit wenigstens einer Lamelle (3) derart mechanisch verbunden ist, daß ein durch den Gegenkontaktstift (7) auf die Lamelle ausgeübter Druck das Abheben des Vorkon­ taktstücks (11) vom Gegenkontaktstift (7) bewirkt.

2. Elektrische Kontaktanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vor­ kontaktstück (11) einer Lamelle (3) vorgelagert und mit dieser einstückig verbunden ist und daß ein Teil der Lamelle (3) bei Kontaktgabe des Vorkontaktstückes (11) in die Bewegungsbahn des Gegenkontaktstiftes (7) hineinragt.

3. Elektrische Kontaktanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung der Lamellen in Form eines Tulpenkontaktes mehrere Vorkontaktstücke (11) am Umfang des Tulpenkontaktes symmetrisch verteilt sind.

4. Elektrische Kontaktanordnung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Vorkontaktstücke (11) gegenüber der Lamelle (3), mit der es verbunden ist, in Umfangsrichtung des Tulpenkon­ taktes versetzt ist.

5. Elektrische Kontaktanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Vorkontaktstücke (11) mit einer Lamelle (3) verbunden sind und daß die Lamelle (3) in Umfangsrichtung zwischen den Vorkontaktstücken (11) angeordnet ist.

6. Elektrische Kontaktanordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkontaktstücke (11) wenigstens teilweise aus abbrandfestem Material bestehen.