DE8806864U1

DE8806864U1 - Hochstromschalter, insbesondere für aggressive Umgebung, wie Kurzschließer für Elektrolyseanlagen

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Publication number: DE8806864U1
Application number: DE8806864U
Authority: DE
Original assignee: Hundt and Weber Schaltgeraete GmbH
Current assignee: Hundt and Weber Schaltgeraete GmbH
Priority date: 1988-05-26
Filing date: 1988-05-26
Publication date: 1989-09-21
Also published as: EP0343274A1

Description

DR.-ING.

PATENTANWALT D-4000 DÜSSELDORF I · SCHADOWPLATZ 9

Düsseldorf, 20. Mai 1988

8817 Gm

Hundt & Weber Schaltgeräte GmbH 5905 Freudenberg

Hochstromschalter, insbesondere für aggressive Umgebung, wie Kurzschließer für Elektrolyseanlagen

Die Erfindung betrifft einen Hochstromschalter, insbesondere für aggressive Umgebung, wie Kurzschließer für Elektrolyseanlagen, bestehend aus zwei sich gegenüberliegenden Kontaktscheiben, die von durch axial einwirkende Kraft betätigbaren Stützplatten getragen werden, welche Stützplatten jeweils mit dem Ende einer zugehörigen Anschlußlasche verbunden, z. B. verschraubt oder mit dieser jeweils einstückig sind, während das andere Ende der Anschlußlasche mit einer Stromschiene verbunden, insbesondere verschweißt ist.

Hochstromschalter der angegebenen Bauart sind in vielgestaltiger Ausführungsform bekannt. Es sei beispielsweise auf die europäische Patentveröffentlichung 00 29 205 der Anmelderin verwiesen. Derartige Hochstromschalter werden für verschiedene Zwecke verwendet, ein besonders häufiger Anwendungsfall ist die Verwendung als Kurzschließer in Elektrolyseanlagen, bei welcher aggressive Gase auftreten,

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die die Bestandteile des Schalters angreifen. Besonders gefährdet sind dabei die Verbindungsstellen zwischen den Anschlußlaschen und den zugehörigen Stromschienen, die bei der genannten europäischen Patentveröffentlichung durch Schraubverbindungen hergestellt werden. Selbst bei ordnungsgemäß hergestellten Schraubverbindungen treten insbesondere bei aggressiver Umgebung nach einiger Zeit Korrosionserscheinungen auf, die zu einer Erhöhung der Übergangswiderstände führen. Die damit auftretende Erwärmung fördert noch den Korrosionsvorgang, so daft nach einiger Zeit die Kurzschlußfunktion des Hochstromschalters gefährdet sein kann. Diese Korrosionserscheinungen sind besonders stark bei solchen Anlagen, bei denen Stromschienen aus Aluminium mit Anschlußlaschen aus Kupfer oder Kupferlegierungen verbunden werden müssen. Infolge der am Übergang entstehenden galvanischen Erscheinungen wird das Aluminium innerhalb relativ kurzer Zeit zerfressen.

Benutzt man Material gleicher Art für die Anschlußlaschen der Hochstromschalter wie für die Stromschienen (Aluminium), verringern sich die Probleme, jedoch müssen dann die Anschlußlaschen der Kochstromschalter wesentlich stärker ausgestaltet werden, um für gleiche Stromstärken geeignet zu sein. Das bedeutet eine Konstruktionsänderung bei den Hochstromschalter)-, und macht diese auch wesentlich größer, was bei bestimmten Anwendungsfällen untragbar sein kann.

Die vorliegende Erfindung hat e« sich zum Ziel gesetzt, den Hochstromschalter der eingangs genannten Art dahingehend abzuwandeln, daß die Korrosionsprobleme am Übergang zwischen Anschlußlaschen des Hochstromschalter&bgr; und der Stromschiene, insbesondere wenn diuse aus Aluminium besteht, vermieden werden.

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Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß das mit der Stützplatte verbundene bzw. mit dieser einstückige Ende der Anschlußlasche aus Kupfer oder einer auf Kupfer basierende Legierung (oder einem ähnlich hochleitenden Metall) und daß das mit der Stromschiene verbundene Ende der Anschlußlasche aus Aluminium (oder einem ähnlichen unedlem Metall oder entsprechender Legierung) besteht, und daß die beiden Enden über ein Bi-Metallstück miteinander in Verbindung stehen, das aus einer ersten Platte aus insbesondere Kupfer, Kupferlegierung oder einem ähnlich leitfähigen Metall von ähnlicher Anordnung in der galvanischen Spannungsreihe) mit durch Sprengplattierung aufbrachter weiterer Platte aus insbesondere Aluminium, Aluminiumlegierung oder ähnlichem Metall unedler Art gebildet ist, woboi das Bi-Metallstück mit seiner Fläche aus dem edleren Metall mit dem entsprechenden Ende der Anschlußlasche und mit seiner Fläche aus dem unedleren Metall mit dem entsprechenden Ende der Anschlußlasche verschweißt ist.

Auf diese Weise erhält der Hochstromschalter Anschlußlaschen, deren mit der Stromschiene zu verbindender Endbereich aus Aluminium (oder einem ähnlichen, an das Material der Stromschienen angepaßte Material) besteht, so daß die Verbindung dieser Anschlußlaschen mit den Stromschienen wahlweise beispielsweise durch Verschrauben erfolgen kann, wobei diese Verschraubungen aufgrund des gleichartigen Materials verhältnismäßig korrosionsfest sind, oder gar durch Verschweißen, was die Korrosionsfestigkeit noch weiter erhöht. Andererseits ist der Hochstromschalter selbst genauso kompakt wie der bisherige Hochstromschalter, der Anschlußlaschen aus Kupfer oder Kupferlegierung aufweist, was mehrere Vorteile hat: Zum einen können bereits vorhandene Hochstromschalter mit Kupferlaschen herkömmlicher Bauart durch Ersatz dieser Kupferlaschen durch die erfindungsgemäß ausgestalteten

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Kupferlaschen für den Einsatz in aggressiver Umgebung umgestaltet werden, desweiteren lassen sich erfindungsgemäße Hochstromschalter mit weitgehend den gleichen Bauteilen herstellen, wie bisherige Hochstromschalter, und schließlich ist der erfindungsgemäße Hochstromschalter bis auf die Enden der Anschlußlaschen identisch mit bisherigen Hochstromschaltern, so daß auch in dieser Hinsicht keine Probleme bei der Verwendung auftreten, selbst dann, wenn Platzerfordernisse eine große Rolle spielen, so daß Hochstromschalter mit Anschlußlaschen vollständig aus beispielsweise Aluminium nicht eingesetzt werden könnten.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Verschweißung zwischen dem Bi-Metallstück und den Anschlußlaschenenden eine Elektronenschweißung ist. Diese Elektronenschweißung führt zu einer besonders geringen Erwärmung in den benachbarten Gebieten und stellt sicher, daß es nicht zu Verschlechterungen der Sprengplattierungsverbindung kommt, was besonders bei verhältnismäßig geringen Abständen von nur wenigen Millimetern zwischen Sprengplattierungsflache und Schweißfläche denkbar wäre.

Das Bi-Metallstück und die Anschlußlaschenenden haben vorteilhafterweise im wesentlichen die gleiche Breite, was herstellungstechnisch günstig ist und auch die Montage vereinfacht, und das Bi-Metallstück und das Aluminiumende der Anschlußlasche besitzen auch im wesentlichen die gleiche Dicke, während das Kupferende der Anschlußlasche eine kleinere Dicke als das Bi-Metallstück aufweist, insbesondere nur etwa halb so dick ist. Durch diese Maßnahmen können Material eingespart und die Schalterabmessungen in erwünschter Heise klein gehalten werden.

Es ist günstig, den beweglichen Kontakt das Kupferanschlußlaschenende aus übereinandergeschichteten Kupferfolien mit

- 5 pressverschweißten Endabschnitten zu fertigen.

Der besondere Vorteil der hier in Rede stehenden Anordnung ist der, daß gemäß einer noch anderen Ausführungsform der Erfindung das Aluminiumanschlußlaschenende mit einer aus Aluminium bestehenden Stromschiene verschweißt sein kann. Derartige Verschweißungen sind unter Schutzgas (im Gegensatz zu Verschweißungen zwischen Kupfer und Aluminium) ohne Probleme möglich und sind außerordentlich resistent , gegenüber Korrosionserscheinungen auch bei den sehr aggressiven Umgebungsbedingungen von Elektrolysebädern.

Vorzugsweise ist das Bi-Metallstück ein aus einer größeren Bi-Metallplatte herausgeschnittenes Stück. Die bei der Sprengplattierung auftretenden Randverunreinigungen sind auf diese Heise leicht eliminierbar.

Zur Herstellung von mit Aluminiumstromschienen (oder Stromschienen aus ähnlichem Material) verschweißbaren Anschlußlaschen, die die Stromschiene mit aus Kupfer (oder aus einer Kupferlegierung oder einem ähnlichen anderen Metall) bestehenden Kontaktstützplatten von Hochstrora-( ) schaltern verbinden sollen, kann eine Platte mit einer Dicke von mehreren Millimetern und einer Fläche, die größer als die der Anschlußlaschen ist und vorzugsweise im Bereich von 0,5m² bis mehrere m² liegt und aus Kupfer oder Kupferlegierung (oder analogem Material) besteht, mit einer Platte ähnlicher Abmessungen aus Aluminium, Aluminiumlegierung oder ähnlichem Material durch Sprengplattierung zu einer Bi-Metallplatte verbunden werden, woraufhin die Bi-Metallplatte zu einer großen Anzahl von vorzugsweise gleich großen Bi-Metallstücken zerschnitten wird, wobei Länge, Breite und Dicke von gleicher Größenordnung sind, wonach die Alumißiumflache mit einem Aluminiumstück

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gleichen C^rsr^itts wie die Aluminiumflache durch Din Elektronenstrahlschweißverfahren verschweißt wird und

die Kupferfläche mit einem Kupferstreifen gleichem oder kleinerem Querschnitts wie die Kupferfläche durch Elektronenstrahlschweißverf ahren verschweißt wird, welcher Kupferstreifen an seinem freien Ende mit einer Kontaktstützplatte verschraubbar oder verschweiflbar oder mit dieser einstückig ist. Dieses Verfahren hat sich als

rationell erwiesen, da mit nur einer einzigen Sptengladung eine große Anzahl von Öi-Metallstücken herstellbar ist, die jeweils auch saubere Randbereiche besitzen. (Bei der Sprengplattierung kann durch die Sprengladung es zu Verschmutzungserscheinungen kommen, die beim späteren Verschweißen oder Verschrauben stören können.)

Zur Herstellung der Bi-"Metallplatte wird vorzugsweise eine Platte aus Kupfermaterial mit einer Dicke von 15...40 mm, insbesondere 20...30 nun, mit einer Platte aus Aluminiummaterial mit einer Dicke von 6...25, insbesondere 10...20 mm verwendet. Diese Materialstärken haben sich als durch die Sprengverschweißtechnik noch miteinander sprengplattierbar erwiesen, haben aber andererseits auch ausreichende Abmessungen, um für den hier vorgesehenen Zweck eingesetzt werden zu können.

Nach der .Sprengplattierung der Aluminiumplatte auf der Kupferplatte werden die freien Flächen so bearbeitet, daß sich eine Oberflächengüte ergibt, die eine sichere und weitgehend gasdichte Druckverbindung mit Metallflächen ähnlicher Oberflächengüte erlauben.

Nach einer derartigen Überarbeitung, die beispieis* &ldquor;~- durch Schlichthobeln oder Fräsen erfolgen könnte, besitzt die Almniniumschicht eine Dicke von vorzugsweise 6 bis 25 mm, insbesondere von 10 bis 20 mm, besonders günstigerweise von 13 bis 17 nun, während die Kupferschicht nach einer

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derartige«(Bearbeitung eine Dicke von 14 bis 39, insbesondere von 18 bis 28, besonders günstigerweise von 23 bis 27 mm aufweist. Die bearbeitete Platte, die dann eine Dicke von insgesamt 36...44 mm aufweisen möge, kann dann in Stücke von dann einer Größe von 40...60 mm Breite und 100...140 mm Länge zerschnitten werden.

Diese Stücke lassen sich dann mittels insbesondere des Elektronenschweißverfahrens einerseits an das aus Kupfer oder ähnlichem Material bestehende Laschenteil und andererseits an das aus Aluminium oder ähnlichem Material bestehende Laschenteil anschweißen, wodurch sich die für den erfindungsgemäßen Hochstromschalter geeignete Anschlußlasche ergibt.

Als besonders günstiges Material hat sich sogenanntes sauerstofffreies Kupfer erwiesen, während als Aluminium vorzugsweise zu 99 % reines Aluminium eingesetzt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungebeispielen näher erläutert, die in den Figuren dargestellt sind.

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Es zeigt: I

S Fig. 1 in einer Querschnittsansicht ein Hochstrom- '

schalterelement, bei dem die erfindungsgemäßen Anschlußlaschen eingesetzt sind;

Fig. 2 eine Aneicht von oben auf fünf nebeneinander '

angeordnete derartige Hochstromschalterelemente;

Fig. 3 eine Seitenansicht der Anordnung gemäß Fig. 2 mit zugehörigem Antrieb;

Fig. 4 in vergrößerter Darstellung eine Seitenansicht der für den festen Kontakt vorgesehenen Anschlußlasche;

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Anschlußlasche der Fig. ⁴'

Fig. 6 in einer .ähnlichen Ansicht wie Fig. 4 die für den beweglichen Kontakt vorgesehene erfindungsgemäße Anschlußlasehe;

Fig. 7 eine Draufsicht auf die Anschlußlasche der Fig. 6; und

Fig. 8 eine Draufsicht sowie eine Seitenansicht auf eine Bi-Metallplatte, die durch Sprengplattieren von einer Kupferplatte und Aluminiumplatte entstanden ist und anschließend in zahlreiche Bi-Metallstücke zerschnitten wird.

In Fig. 1 ist in einer Querschnittsansicht ein Hochstromschalter 10 zu erkennen, bestehend aus zwei sich gegenüberliegenden kreisförmigen Kontaktscheiben 12, die jeweils von einer Stützplatte 14 gehalten werden. Vorzugsweise ist die Kontaktscheibe 12, die z. B. aus einer Silberlegierung mit einem Silbergehalt von etwa 90 % besteht, in eine entsprechende Einsenkung in der Stirnfläche der Stützplatte 14 eingelegt und ganzflächig mit dieser verlötet. Um eine Verschmutzung der Kontaktflächen zu vermeiden und auch die Kontaktflächen gegenüber der aggressiven Umgebung zu schützen, sind die Kentaktscheiben 12 von einer ringförmigen Membrane 16 gasdicht umschlossen. Auf diese Weise bilden die beiden Stützplatten 14 zusammen mit der ringförmigen Membran 16 eine abgeschlossene Kammer, in der sich

die Kontaktscheiben 12 geschützt in axialer Richtung zueinander bewegen können. Die beiden Stützplatten 14 können durch hier nicht näher dargestellten Einrichtungen aufeinander zu bewegt werden, bis sich die beiden Kontaktscheiben 12 in ihrer gesamten Fläche aneinanderlegen und einen Stromübergang bilden, der in der Lage ist, mehrere 1000 Ampere bei nur geringem Spannungsabfall zu übertragen. Werden dagegen die beiden Stützplatten 14 und damit die Kontaktenscheiben 12 durch die Betätigungseinrichtung auseinandergezogen, wird der Stromkreis unterbrochen.

Zur Zuführung dieses hohen Stromes dienen Anschlußlaschen 18 bzw. 20, die jeweils mit ihrem einen Ende eine entsprechende Stützplatte 14 in Eingriff nehmen, beispielsweise sind die Stützplatten 14 an allen vier Ecken mit Bohrungen veraehen, die' zu entsprechenden Bohrungen 22 der zugehörigen Lasche 28 fluchten und so eine gegenseitige Verschraubung mittels Schraubbolzen ermöglichen. Alternativ könnte die in Fig. 1 dargestellte untere Stützplatte 14 mit der Anschlußlasche 18 auch verschweißt, verlötet, oder sogar einstückig hergestellt sein.

Die Lasche 18 stützt sich ihrerseits wieder auf ein Isolierstück 24, das seinerseits von einem im Querschnitt U-förmigen Befestigungsträger 26 gehalten ist. Die obere Stützplatte 14 klemmt gemeinsam mit einer weiteren Stützplatte 28 unter Zwischenlage eines weiteren Isolieretücke 30 die aus einzelnen Kupferblechstreifen bestehende Anschlußlasche 20 fest. Dieses aus den Bauteilen 14, 30, 28 und 20 bestehende Teil wird über ein kissenförmiges Anschlußglied 32 mit einer oberen und in Richtung der Achse des Schalter 10 verschieblichen Befestigungsschiene 34 verbunden, die wiederum im Querschnitt U-förmig ist. Der Aufbau der Anschlußlasche 20 aus einzelnen Kupferblechstreifen dient dazu, diese Anschlußlasche 20 ausreichend

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flexibel zu machen, um die Bewegung der oberen Kontaktscheibe 12 nicht zu behindern.

Auch die obere Anschlußlasche 20 hat im Bereich ihres Kontaktes axt der Stützplatte 15 vier Bohrungen 36, um Klemmbolzen hindurchzuführen, die auch durch entsprechende Bohrungen in der Stützplatte 15 sowie im Isolierstück 30 und in der weiteren Stützplatte 28 vorgesehen sind, so daß diese vier Teile durch die Anordnung von vier Sehr «subbolzen miteinander verpreßt werden können.

In Fig. 4 ist die Anschlußlasche ld gemäß Fig. 1 nocheinmal vergrößert in Seitenansicht dargestellt, während die Fig. die gleiche Anschlußlssche in Draufsicht wiedergibt. Das mit der Stützplatte 14 verbundene (bzw. ggf. auch einstückige) Ende 38 der Anschlußlasche 18 besteht hier aus Kupfer, beispielsweise aus Kupfer mit der Bezeichnung SE-CU, wobei die Stärke der Kupferlasche in diesem Bereich in der Größenordnung von 20 bis 30 mm liegt, beispielsweise 25 mm beträgt. Das andere Ende 40 der Anschlußlasche 18 besteht dagegen aus Aluminium ocer aus einer auf Aluminium basierenden Legierung, vorzugsweise aus reinem Aluminium, beispielsweise mit einer Reinheit von 99 %. Da Aluminium eine wesentlich schlechtere Leitfähigkeit besitzt, als Kupfer, ist zur Erlangung eines gleichen Gesamtwiderstandes pro Längeneinheit der Lasche ein größerer Querschnitt vorgesehen hier durch Vergrößerung der Dicke auf etwa den doppelten Wert: Setzt man die fitPrke der Lasche 18 im Bereicn des Endes 38 mit 0,5 A an (A als beliebige Längenheit, beispielsweise 5 cm), ist die entsprechende Stärke am Ende 40 etwa 0,8...1,2 A. Die Breite ist im gesamten Verlauf der Lasche konstant und beträgt gemäß der in Fig. dargestellten Ausführungsform 2...3 A.

Die beiden Enden 38 und 40 sind über ein Bi-Metallstück 42

miteinander verbunden, das aus einer Kupferplatte 44 und einer Aluminiumplatte 46 besteht, wobei dieses Bi-Metallstück 42 in noch zu beschreibender Weise hergestellt worden ist. Die Kupferplatte 44 besteht vorzugsweise aus dem gleichen Material wie das Ende 38 und die Aluminiumplatte 46 vorzugsweise aus dem gleichen Material wie das Ende der Anschlußlasche 18. Die Verbindungsflächen zwischen dem Bi-Metallstück 42 und den beiden Enden 38 bzw. 40, siehe die Bezugszahlen 48, 50 sind Schweißflächen, wobei nach gegenwärtiger Technologie diese Schweißflächen durch Elektronenstrahlschweißungen hergestellt sind. Dieses Schweißverfahren ist recht aufwendig, hat aber den Vorteil, daß es mit nur sehr geringer Erwärmung von Nachbarbereichen verbunden ist, insbesondere handelt es sich dabei um die kricische Verbindungsfläche 52, an der Kupfer und A]uminium direkt aufeinandertreffen und die hier durch sogenannte Sprengplattierung miteinander verbunden sind. Andere zur Zeit bekannte Schweißverfahren führen zu so hoher Erwärmung und so hoher Verwerfungsspannung, daß die Verbindungsfläche 52, die durch Sprengplattierung hergestellt wurde, beim späteren Anschweißen der Enden 40 bzw. 38 an das Bi-Metallstück 42 gefährdet wäre.

Deutlich wird dieser Sachverhalt, wenn man sich vergegenwärtigt, daß die Stärke dieses Bi-Metallstückes etwa 0,6... 1,0 A beträgt, also beispielsweise in der Größenordnung von 40 ram liegt. Der Abstand der elektronengeschweißten Flächen 48 bzw. 50 zur sprengplattierten Verbindungsfläche 52 beträgt dann jeweils nur größenordnungsmäßig 10 bis 30 im, während der Abstand von dieser Verbindungsfläche 52 zu einer weiteren Schweißfläche 54, mittels der die Anschlußlasche 18 an der in Fig. 1 dargestellten Aluminiumschiene 54 angeschweißt ist, siehe die Schweißnähte 56, erheblich größer ist, beispielsweise das Zwei- bis Vierfache beträgt, so daß hier Probleme hin-

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sichtlich der Störung der Verbindungsfläche 52 durch die Wärme der Schweißnaht 56 nicht mehr auftreten.

Einen ähnlichen Aufbau zeigt die Anschlußlasche 20, nur daß hier anstelle des aus massivem Kupfer bestehenden Endes ein entsprechendes aus zahlreichen Folien aufgebautes Kupferband benutzt wird, das an seinen Endbereichen 58 bzw. 6Ö preßverschweißt ist, so daß sich in diesen Bereichen das Band wie massives Material verhält und insofern ähnlich gehandhabt werden kann, wie das Ende 38 gemäß Fig. 5.

Die Abmessungen der Gesamtkonstruktion gemäß Fig. 6 und 7 sind analog denen zu der Konstruktion gemäß Fig. 4 und 5, nur daß die Längserstreckung der Anschlußlasche 2 0 infolge <xes flexibelen Teils 62 größer ist. Ähnlich wie bei der Anschlußlasche 18 läßt sich somit auch bei der Anschlußlasche 20 eine Verschweißung mit einer aus Aluminium bestehenden Stromschiene 64 vornehmen.

Für die Herstellung des Bi-Metallstückes hat sich folgendes Verfahren besonders bewährt: Zunächst wird eine Platte aus Kupfer oder Kupferlegierung, siehe die Bezugszahl 144 in Fig. 8 unten, mit einer Dicke von 15 bis 40 mm, insbesondere von 2 0 bis 30 mm und einer Flächenerstreckung von 0,5 si² bis mehrere m² in einem Bunker auf eine feste Sandunterlage oder dgl. gelegt und auf ei© gesäuberte Oberfläche dieser Kupferplatte eine Platte 146 aus vorzugsweise Aluminium gelegt, die die gleiche Flächenerstreckung aufweist und eine Dicke zwischen 6...25 mm, insbesonder 10...20 mm besitzt.

Auf diese Platte wird dann Sprengpulver ausgebreitet und zur Explosion gebracht. Durch die dabei entstehende Druckkraft wird die Platte 146 auf die Platte 144 "sprengplattiert"; wobei die beiden Platten praktisch miteinander

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- 13 kaitvei"schweißt sind.

Die so gebildete Bi-Metallplatte wird dann auf beiden Seiten bearbeitet, um nicht nur Verzunderungen, Verschmutzungen oder dgl., die während des Sprengplattierens entstanden sind, zu beseitigen, sondern auch eine ebene Fläche mit einer relativ glatten Oberfläche (sogenannte "geschlichtete" [Oberfläche) zu schaffen. Nach der Bearbeitung besitzt die Aluminiumschicht eine Dicke von 5 bis 24 mm, insbesondere eine Dicke von 8 bis 18 mm, besonders günstigerweise von 13 bis 17 mm. Die für die Ausführungsform gemäß den Fig. 4, 5, 6 und 7 benutzte Dicke betrugt mm. Demgegenüber hat die Kupferschicht nach der Bearbeitung eine Dicke von 14 bis 39 mm, insbesondere 18 bis 28 mm, besonders günstigerweise von 2 3 bis 2 7 mm. Bei der in den genannten Figuren dargestellten Ausführungsform betrug die Dicke 25 mm. Dadurch erhält die bearbeitete Platte eine Gesamtdicke, die bei der in den Figuren dargestellten Ausführungsform 40 mm ergab. Die so gebildete Platte läßt sich dann rasterförmig zerschneiden, wobei auch d.\e durch das Sprengplattieren verunreinigten beschädigten Randbereiche dabei gleichzeitig entfernt werden können. Bei der

! Anordnung der in Fig. 8 dargestellten Schnittlinien 68 bzw. 70 ergeben sich insgesamt 44 einzelne Bi-Metallstücke 42,

j die dann gemäß den Anordnungen der Figuren 4 bis 7 mittels Elektronenschweißverfahren auf der Aluminiumseite des Bi-Metallstückes mit einem dazu fluchtendem Aluminiumstück 41 verschweißt, und auf der Kupferseite mit einem starren Kupferstück 38 bzw. flexibelen Kupferband mit kaltverschweißtem Ende 58 verringerter Dicke elektronenverschweißt werden, wobei dieses Kupferstück 38 bzw. das Kupferband eine Dicke besitzt, die etwa die Hälfte der Breitenerstreckung B des Bi-Metallstückes 42 ausmacht.

Bei den in den Figuren 4 bis 7 dargestellten Ausführungs-

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form betrug diese Dicke 25 mm, das Maß B 50 mm, das Maß S 40 mm und die Erstreckung L 120 mm.

Gemäß Fig. 2 können mehrere Hochstromschalter gemäß Fig. parallel angeordnet werden, wobei die aus Aluminium bestehenden Enden 40 bis 41 der Anschlußlaschen 18 bzw. mit aus Aluminium bestehenden Stromschienen 54 bzw. 64 verschweißt sind, siehe die Schweißnähte 56. Ein solcher Kombinationsschalter gestattet somit die Kurzschließung des 5-fachen Nennstrombetrages eines einzelnen Hochstromschalters. Anstatt der dargestellten Verschweißung kann selbstverständlich auch eine Verschraubungsverbindung vorgesehen sein, wie beispielsweise in Fig. 11 der eingangs genannten europäischen Patentveröffentlichung 00 29 205 beschrieben, wobei die Korrosionsfestigkeit zwar nicht ganz so gut wie bei einer Verschweißung ist, aber noch sehr viel besser als beispielsweise bei einer Verschraubung eines Anschlußlaschenendes 4 0 aus Kupfer mit einer Stromschiene 54 aus Aluminium.

Fig. 3 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 2 in einer Ansicht von der Seite, wobei jedoch die Stromschienen 6 4 bzw. zur besseren Darstellung weggelassen wurden.

Claims

Hochstromschalter (10), insbesondere für aggressive Umgebung, wie Kurzschließer für Elektrolyseanlagen, bestehend aus zwei sich gegenüberliegenden Kontaktscheiben (12), die von durch axial einwirkende Kraft betätigbaren Stützplatten (14, 15) getragen werden, welche Stützplatten jeweils mit dem Ende (38 bzw. 39) einer zugehörigen Anschlußlasche (18, 20) verbunden, z. B. verschraubt, oder mit dieser einstückig sind, während das andere Ende (40, 41) der Anschlußlasche (18, 20) mit einer Stromschiene (54, 64) verbunden, insbesondere verschweißt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Stützplatte (14, 15) verbundene bzw. einstückige Ende (38, 39) der Anschlußlasche (18, 20) aus Kupfer (oder einem ähnlich gut leitendem Metall mit ähnlichem Korrosionsverhalten) oder einer auf diesem Metall basierenden Legierung, und daß das mit der Stromschiene verbundene Ende (40, 41) der Anschlußlasche (18, 20) aus Aluminium oder einer auf

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Aluminium basierenden Legierung besteht, und daß die beiden Enden (38, 40 bzw. 39, 41) über ein Bi-Metallstück (42) miteinander in Verbindung stehen, welches Bi-Metallstück (42) aus einer ersten Platte (44, 144) aus einem ähnlichen Metall wie das mit der Stützplatte verbundene Ende der Anschlußlasche, beispielsweise Kupfer, und aus einer darauf mittels Sprengplattierung aufgebrachten weiteren Platte (46, 146) aus einem Metall, das ähnlich dem Metall ist, aus dem das mit der Stromschiene verbundene Ende der Anschlußlasche, &zgr;. &Bgr;. aus Aluminium, besteht, wobei das Bi-Metallstück (42) mit den Enden (38, 40 bzw. 39, 49) der Anschlußlasche (18, 20) verschweißt ist.

Hochstromschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschweißung zwischen dem Bi-Metallstück (42) und den Enden (38, 40 bz. 39, 41) der Anschlußlasche (18 bzw. 20) eine Elektronenstrahlschweißung ist.

Hochstromschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bi-Metallstück (42) und die Enden (38, 40 bzw. 39, 41) der Anschlußlaschen (18, 20) im wesentlichen gleiche Breite (L) aufweisen, und daß das Bi-Metallstück (42) und das mit den Stromschienen (54, 64) in Verbindung stehende Ende (40 bzw. 41) der Anschlußlaschen (18, 20) im wesentlichen gleiche Dicke (B) aufweisen, und daß das mit den Schalterstützplatten verbundene Ende (38 bzw. 39) der Anschlußlasche (18, 20) eine kleinere Dicke (C) als die des Bi-Metallstückes (B) aufweisen, insbesondere nur etwa halb so dick ist.

Hochstromschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für den beweglichen Kontakt das mit der zugehörigen Kontaktscheibe (15)

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verbundene Ende (39) der Anschlußlasche (20) aus übereinandergeschichteten Metallfolien mit pressverschweißten Endabschnitten (58, 60) besteht.

Hochstromschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das mit den Stromschienen (54, 64) verbundene Ende (40, 41) der Anschlußlaschen (18, 20) mit den Stromschienen (54, 64) verschweißt (56) ist.

Hochstromschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das mit den Stromschienen (54, 64) verbundene Ende (40, 41) der Anschlußlaschen (18, 20) mit den Stromschienen (54, 64) verschraubt ist.

Hochstromschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bi-Metallstuck (42) ein aus einer größeren Bi-Metallplatte (142) herausgeschnittenes (68, 70) Stück ist.

Hochstromschalter(mit Aluminiumstromschienen (oder ähnlichem Material) verschweißbaren Anschlußlaschen, die die Stromschiene mit aus Kupfer oder Kupferlegierung (oder ähnlichem Material) bestehenden Kontaktstützplatten von Hochstromschaltern verbinden sollen, nach einem der vorgehenden Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) es ist eine Platte mit einer Dicke von mehreren Millimetern vorhanden, die aus Kupfer oder Kupferlegierung besteht und mit einer Platte ähnlicher Abmessungen aus Aluminium oder Aluminiumlegierung (oder ähnlichem Material) durch Sprengplattjerung zu einem Bi-Metallstück verbunden ist;

b) das Bi-Metallstück (42) ist so beschnitten, daß Länge (L), Breite (B) und Dicke (S) von gleicher Größenordnung sind, beispielsweise B = (0,8...1,2) A, L= (2...3) A und S = (0,6...1,O) A beträgt,

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c) die freiliegende Aluminiumflache (50) ist rait einem Aluminiumstück (40, 41) elektronenstrahlverschweißt;

d) die Kupferfläche (48) ist mit einem Kupferstreifen (38, 39) gleichen oder kleineren Querschnitts wie die

! Kupferfläche elektronenstrahlverschweißt;

e) der Kupferstreifen (38, 39) ist mit seinem freien [ Ende mit einer Kontaktstützplatte (14, 15) verschraubt (22, 36) oder mit dieser einstückig.

9. Hochstromschalter nach Anspruch 8, dadurch gekenn-

x ; zeichnet, daß das Maß A 5 cm beträgt.

' 10. Hochstromschalter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bi-Metallplatte (42) aus einer Platte aus Kupfer mit einer Dicke von 15...40, insbesondere 20...30 mm mit einer aufgesprengten Platte aus Aluminium mit einer Dicke von 6...25,

j insbesondere 10...20 mm Dicke hergestellt ist.

11. Hochstromschalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Plattenflächen eine geschlichtete Oberflächengüte aufweisen, und die geschlichtete Aluminiumschicht eine Dicke von 5...24, &Ggr;) insbesondere von 8...18 mm besitzt, und die ge

schlichtete Kupferschicht eine Dicke von 14...39, insbesondere 18.».28 mm.

12. Hochstromschalter nach Anspruch 12., dadurch gekennzeichnet, daß die geschlichtete Aluminiumschicht eine Dicke von 13 bis 17 mm und die geschlichtete Kupferschicht eine Dicke von 23 bis 27 mm besitzt.

13. Hochstromschalter nach Anspruch \Z , dadurch gekennzeichnet, daß die geschlichtete Platte eine Gesamtdicke von 36...44 mm aufweist und auf eine Größe von 40...60 mm Breite und 100...140 mm Länge zugeschnitten ist.