EP0660444B1 - Niederspannungsverteiler - Google Patents

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Publication number
EP0660444B1
EP0660444B1 EP94810695A EP94810695A EP0660444B1 EP 0660444 B1 EP0660444 B1 EP 0660444B1 EP 94810695 A EP94810695 A EP 94810695A EP 94810695 A EP94810695 A EP 94810695A EP 0660444 B1 EP0660444 B1 EP 0660444B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plug
low
contact
distribution board
voltage distribution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP94810695A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0660444A1 (de
Inventor
Werner Bührer
Fritz Ehrensperger
Hermann Kick
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Schweiz AG
ABB CMC Carl Meier AG
Original Assignee
CMC Carl Maier and Cie AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CMC Carl Maier and Cie AG filed Critical CMC Carl Maier and Cie AG
Publication of EP0660444A1 publication Critical patent/EP0660444A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0660444B1 publication Critical patent/EP0660444B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/03—Contact members characterised by the material, e.g. plating, or coating materials

Definitions

  • the invention is based on a low-voltage distributor according to the preamble of claim 1.
  • Low-voltage distributor serve the distribution of from a low voltage network fed electricity in a consumer system and typically have a busbar system, the Low voltage network connecting to the busbar system Supply device and the busbar system with consumers, such as sockets or permanently installed large electrical appliances, connecting built-in devices, such as line, residual current or motor circuit breakers, on.
  • Such low voltage distributors lead Operating currents up to 100 A and can handle short circuit currents from 10kA and more.
  • the invention relates to a prior art, as in EP 0 229 590 B1 is specified.
  • the low-voltage distributor described has in addition to a supply device and built-in devices a plug-in base holding busbars on.
  • Each of the built-in devices is equipped with at least one self-resilient plug contact plugged into one of the busbars and attached to the socket.
  • the plug contact is in one of the Adaptation of the built-in device to the guide channel serving the busbar floating and is welded on flexible conductor with a connection terminal of the built-in device electrically connected.
  • the busbar and the plug contact consist of an electrically highly conductive material, such as typically copper, brass or aluminum.
  • Such a low-voltage distributor has a large one Period with high operating currents, for example 50 or 100 A operated, can be due to the specific resistance the material of the busbar and plug contact but mainly due to the continuously increasing contact resistance in the plug-in area that of the busbar and the Heat the plug contact formed to an impermissibly high level.
  • are responsible for increasing the contact resistance especially the surrounding corrosive and / or oxidizing Atmosphere as well as mechanical forces caused by stretching processes due to heating and cooling with changing loads are caused during operation.
  • Impermissibly high Heating can decrease the spring force of the plug contact and thus to a further increase in the contact resistance to lead.
  • the invention as set out in claim 1 lies based on the task of a low-voltage distributor at the beginning Specify the type mentioned, while maintaining the specified geometrical dimensions without problems over very long periods of time can be loaded with high operating currents.
  • the low-voltage distributor according to the invention excels everything from the fact that he is able to much higher To carry operating currents than the known low-voltage distributor, but still the same compact design as this one having.
  • Low voltage distributor according to the state of the art Spring force of the plug contact increasing clamping ring is eliminated.
  • This is on the one hand the result of a suitably trained and rated current path. In this current path it is the consequence ohmic losses in the current conductors and at the contact resistance caused heating of the live parts compared to the corresponding current path at the low voltage distributor after the State of the art significantly reduced.
  • the low-voltage distributor according to the invention differs from Low voltage distributor according to the state of the art with regard to the geometric design of its individual components at best slightly from the busbar and can therefore can be made practically with the same tools as the Low-voltage distribution board according to the state of the art.
  • the low-voltage distributor can have a comparable load capacity according to the invention because of the elimination of the spring force of the Plug contact increasing clamping ring considerably cheaper are manufactured as the low voltage distribution board after the State of the art.
  • the low voltage distributor shown in the figure contains a molded socket 10 made of polymer material from im essential U-shaped profile with brackets 11 for fixation of busbars running perpendicular to the plane of the drawing, of which only one busbar 12 is shown.
  • This busbar has a substantially rectangular cross section and consists of unalloyed, preferably electrolytically produced and surface-coated copper.
  • flexible hooks 13 integrally formed, which in grooves 14, for example, as a circuit breaker trained built-in device 15 are stored.
  • At the upper end of the right leg are shown in dashed lines Provided recesses 16 in which to the housing 17 of the Built-in device 15 molded, not marked lugs intervention.
  • the built-in device 15 is in the Socket 10 inserted and by the interaction of Checkmark 13 and the grooves 14 and the recesses 16 and the the housing 17 molded lugs attached to the socket 10.
  • the built-in device 15 is on the right in the drawing plane Side surface extending guide channel 19 incorporated.
  • This Guide channel is laterally from two parallel to each other Guide grooves 20, of which only those below the drawing level lying is limited.
  • the guide channel 19 serves to move a U-shaped plug contact 21 with tulip-shaped curved legs.
  • the base of the U is as Plate formed and has two not shown in the figure Guide elements that in the two guide grooves 20th are floating.
  • the base of the U is on the outside by cold welding, especially by Ultrasonic or friction welding, with one made of insulation 22 guided end of a preferably designed as a strand flexible conductor 23 connected.
  • the flexible conductor 23 is in the Guide channel 19 led to the outside and is with his outer conductor end with a terminal 24 of the Built-in device 15 electrically connected.
  • the plug contact 21 Before the built-in device 15 is plugged onto the busbar 12 and the socket 10 and fixing the plug-in device 15 on the plug base 10, the plug contact 21 is through Moving in the guide channel 19 first brought into a position in which he with the busbar 12 fixed in the socket 10 flees. Depending on the phase of the busbar 12 in the shown in solid lines or dashed in the two illustrated positions of the busbar 12 may be the case. Of the Plug contact 21 is now with a locking slide not visible fixed and can not now along the guide channel be moved anymore. Because the guide elements of the plug contact 21 adapted with relatively much play to the guide grooves 20 are, the plug contact 21 is floating.
  • Unalloyed copper has a very high conductivity and is despite low hardness and strength easily as a material for the busbar 12 use because of the floating mounting of the plug contact 21 and the flexible design of the conductor 23 in the current path no significant mechanical effects, even in the case of excessive heating Forces occur.
  • the busbar 12 has Rounding of its two upper edges formed guide surfaces 25, which is a relatively force-free attachment of the Allow plug contact 21 and thus the soft material of the Protect busbar 12.
  • a very substantial reduction in the ohmic resistance of the Current path is achieved in that the contact resistance from the busbar 12 to the plug contact 21 during the often the low-voltage distributor has been in operation for many years through a suitably generated high contact force of the plug connection is kept small.
  • a material with a brass or bronze reduced relaxation used for the plug contact 21 .
  • the connector is often completely considerably. In contrast to these materials, this leads to the slight relaxation, however, to no noticeable easing the contact force of the connector and thus also to none impermissible increase in contact resistance.
  • low-alloy copper with nickel and silicon as alloy components proven, especially one according to German Standards regarding their composition and material properties copper alloy determined by the abbreviation CuNi2Si.
  • This alloy not only exhibits good weldability, a sufficiently high electrical conductivity, high mechanical Strength as well as good flexibility and hardness, but records especially by comparing it with the usual in low-voltage distributors as a material for plug contacts 21 brass or bronze used by a very low Relaxation at temperatures up to 150 ° C. This favors its use as a material for self-resilient and welded Plug contacts 21 in low voltage distributors very essential and enables the saving of one with low voltage distributors according to the state of the art required clamping ring.
  • the plug-in contact welded to the flexible conductor 23 21 in a simple way by punching and bending from a sheet as well as subsequent cold welding of the flexible Conductor 23, such as in particular friction or ultrasonic welding, getting produced.
  • the plug contact 21 with the flexible conductor 23 in the gentle cold welding process is connected because such a softening of parts of the Plug contact 21 and thus a change in the structure of the Alloy and an increase in relaxation can be avoided.
  • the busbar 12 and the plug contact 21 are each with one the contact resistance from the busbar 12 to the Plug contact 21 reducing during operation of the distributor, preferably galvanically applied surface coating Mistake.
  • This surface coating is both on the Busbar 12 and at least on the plug contact 21 trained in two layers. This makes it particularly effective Reduction in contact resistance achieved.
  • Both on the busbar 12 and on the plug contact 21 is the bottom layer of the surface coating Diffusion of copper when operating the low-voltage distributor preventing metallic material, preferably pure or low-alloy nickel, applied.
  • metallic material preferably pure or low-alloy nickel
  • the underlying material i.e. in the Busbar 12 the pure copper and the plug contact 21 that low-alloy copper, effective against corrosion and oxidation protected. Adequate protection is then achieved if the bottom layer of the surface coating has a thickness of 1 to 6, preferably from 2 to 4 microns.
  • busbar 12 and plug contact 21 are the top layer different materials for the surface coating intended.
  • the busbar 12 is on as a diffusion barrier for the copper acting metal, in particular that Nickel or nickel alloy, a sliding of the plug contact 21 metal to facilitate a plugging process Material, such as pure or low-alloy tin in particular or lead applied. This flows during a mating process Material slightly and thereby increases the number of Micro contact points. A the contact resistance significantly enlarging oxidation layer is scraped away. At the same time, this top layer prevents the surface coating Influences of corrosion.
  • the described beneficial effects of top layer of surface coating are with thicknesses between 4 and 30, preferably between 6 and 10 microns.
  • plug contact 21 When plug contact 21 is on the diffusion barrier as additional corrosion and oxidation protection serving and at the same time a particularly high electrical conductivity comprising metallic material, such as in particular pure or low-alloy silver, applied. Will be beneficial effects achieved with this upper layer of the surface coating, if they have a thickness of 2 to 10, preferably 5 to 8 ⁇ m, having.

Landscapes

  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Description

TECHNISCHES GEBIET
Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Niederspannungsverteiler nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Niederspannungsverteiler dienen der Verteilung des aus einem Niederspannungsnetz eingespeisten Stromes in einer Verbraucheranlage und weisen typischerweise ein Sammelschienensystem, ein das Niederspannungsnetz mit dem Sammelschienensystem verbindendes Einspeisegerät sowie das Sammelschienensystem mit Verbrauchern, wie Steckdosen oder fest installierten Elektro-Grossgeräten, verbindende Einbaugeräte, wie Leitungs-, Fehlerstrom- oder Motor-Schutzschalter, auf. Solche Niederspannungsverteiler führen Betriebsströme bis zu 100 A und beherrschen Kurzschlussströme von 10kA und mehr.
STAND DER TECHNIK
Die Erfindung nimmt auf einen Stand der Technik Bezug, wie er in EP 0 229 590 B1 angegeben ist. Ein in diesem Stand der Technik beschriebener Niederspannungsverteiler weist neben einem Einspeisegerät und Einbaugeräten einen Sammelschienen haltenden Stecksockel auf. Jedes der Einbaugeräte ist mit mindestens einem selbstfedernden Steckkontakt auf eine der Sammelschienen gesteckt und am Stecksockel befestigt. Der Steckkontakt ist in einem der Anpassung des Einbaugerätes an die Sammelschiene dienenden Führungskanal schwimmend gelagert und ist über einen angeschweissten flexiblen Leiter mit einer Anschlussklemme des Einbaugerätes elektrisch leitend verbunden. Die Sammelschiene und der Steckkontakt bestehen aus einem elektrisch gut leitenden Material, wie typischerweise Kupfer, Messing oder Aluminium.
Wird ein solcher Niederspannungsverteiler über einen grossen Zeitraum mit hohen Betriebsströmen von beispielsweise 50 oder 100 A betrieben, so kann sich aufgrund des spezifischen Widerstandes des Materials von Sammelschiene und Steckkontakt, vor allem aber aufgrund des sich kontinuierlich erhöhenden Übergangswiderstandes im Steckbereich die von der Sammelschiene und dem Steckkontakt gebildete Steckverbindung unzulässig hoch erwärmen. Für die Erhöhung des Übergangswiderstandes verantwortlich sind vor allem die umgebende korrosiv und/oder oxidierend wirkende Atmosphäre sowie mechanische Kräfte, die durch Dehnungsvorgänge infolge Erwärmung und Abkühlung bei sich ändernder Belastung während des Betriebes hervorgerufen werden. Unzulässig hohe Erwärmung kann zum Nachlassen der Federkraft des Steckkontaktes und damit zu einem weiteren Anstieg des Übergangswiderstandes führen. Durch die schwimmende Anordnung des Steckkontaktes, die Verwendung elektrisch gut leitenden Materials, den flexiblen Verbindungsleiter, die selbstfedernde Ausbildung des Steckkontaktes und einen gegebenfalls zusätzlich verwendeten Spannring zur Unterstützung der Federkraft des Steckkontaktes werden die Erwärmung der Steckverbindung und deren Auswirkungen auf den von der Sammelschiene zur Anschlussklemme verlaufenden Strompfad wesentlich begrenzt.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung, wie sie in Patentanspruch 1 angegeben ist, liegt die Aufgabe zugrunde, einen Niederspannungsverteiler der eingangs genannten Art anzugeben, der unter Beibehalt vorgebenener geometrischer Abmessungen über sehr lange Zeiträume problemlos mit hohen Betriebsströmen belastet werden kann.
Der Niederspannungsverteiler nach der Erfindung zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass er in der Lage ist, wesentlich höhere Betriebströme zu führen als der vorbekannte Niederspannungsverteiler, aber dennoch die gleiche kompakte Bauweise wie dieser aufweist. Zudem kann gegenüber einem vergleichbar belasteten Niederspannungsverteiler nach dem Stand der Technik der die Federkraft des Steckkontaktes erhöhende Spannring entfallen. Dies ist zum einen die Folge eines geeignet ausgebildeten und bemessenen Strompfades. In diesem Strompfad ist die infolge ohmscher Verluste in den Stromleitern und am Übergangswiderstand hervorgerufene Erwärmung der stromführenden Teile gegenüber dem entsprechenden Strompfad beim Niederspannungsverteiler nach dem Stand der Technik wesentlich reduziert. Zum anderen ist dies aber auch dadurch bedingt, dass durch geeignete Auswahl und Verarbeitung des Werkstoffs des Steckkontaktes eine Steckverbindung vorgesehen ist, die auch nach langandauernden und wechselnden Belastungen durch hohe Betriebsströme noch eine äusserst hohe Kontaktkraft aufweist. Hierzu wird ein Werkstoff für den Steckkontakt verwendet, der gegenüber üblicherweise eingesetztem Werkstoff, wie insbesondere Messing oder Bronze, eine wesentlich verringerte Relaxation aufweist und der zugleich in einem seine geringe Relaxation erhaltenden, schonenden Kaltschweissverfahren mit dem an die Anschlussklemme des Einbaugerätes geführten flexiblen Leiter verbunden ist.
Der Niederspannungsverteiler nach der Erfindung weicht vom Niederspannungsverteiler nach dem Stand der Technik hinsichtlich der geometrischen Ausbildung seiner einzelnen Komponenten allenfalls bei der Sammelschiene geringfügig ab und kann daher praktisch mit den gleichen Werkzeugen angefertigt werden wie der Niederspannungsverteiler nach dem Stand der Technik. Bei vergleichbarer Belastbarkeit kann der Niederspannungsverteiler nach der Erfindung wegen des Entfallens des die Federkraft des Steckkontaktes erhöhenden Spannringes erheblich kostengünstiger hergestellt werden als der Niederspannungsverteiler nach dem Stand der Technik.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung und die damit erzielbaren weiteren Vorteile werden nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
In dieser Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt, und zwar zeigt die einzige Figur eine Aufsicht auf eine teilweise im Schnitt dargestellte Ausführungsform des Niederspannungsverteilers nach der Erfindung.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Der in der Figur dargestellte Niederspannungsverteiler enthält einen aus polymerem Material geformten Stecksockel 10 von im wesentlichen U-förmigem Profil mit Halterungen 11 zur Fixierung von senkrecht zur Zeichenebene verlaufenden Sammelschienen, von denen nur eine Sammelschiene 12 dargestellt ist. Diese Sammelschiene weist im wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf und besteht aus unlegiertem, vorzugsweise elektrolytisch hergestelltem und oberflächenbeschichtetem Kupfer. Am oberen Ende des linken Schenkels des Stecksockels 10 sind flexible Häkchen 13 angeformt, welche in Nuten 14 eines beispielsweise als Leitungsschutzschalter ausgebildeten Einbaugerätes 15 gelagert sind. Am oberen Ende des rechten Schenkels sind gestrichelt dargestellte Vertiefungen 16 vorgesehen, in die an das Gehäuse 17 des Einbaugerätes 15 angeformte, nicht gekennzeichnete Nasen eingreifen.
Im dargestellten Zustand ist das Einbaugerät 15 in den Stecksockel 10 eingesteckt und durch das Zusammenwirken der Häkchen 13 und der Nuten 14 sowie der Vertiefungen 16 und der an das Gehäuse 17 angeformten Nasen am Stecksockel 10 befestigt.
Durch die Frontseite des ebenfalls aus polymerem Material geformten Gehäuses 17 ist ein Schalthebel 18 ins Gehäuseinnere geführt. In die mit dem Stecksockel 10 zusammenwirkende Rückseite des Einbaugerätes 15 ist ein in der Zeichenebene auf die rechte Seitenfläche erstreckter Führungskanal 19 eingearbeitet. Dieser Führungskanal ist seitlich von zwei zueinander parallel erstreckten Führungsnuten 20, von denen nur die unterhalb der Zeichenebene liegende ersichtlich ist, begrenzt. Der Führungskanal 19 dient der Verschiebung eines U-förmig ausgebildeten Steckkontakts 21 mit tulpenförmig gekrümmten Schenkeln. Die Basis des U ist als Platte ausgebildet und weist zwei aus der Figur nicht ersichtliche Führungselemente auf, die in den beiden Führungsnuten 20 schwimmend gelagert sind. Die als Platte ausgebildete Basis des U ist auf der Aussenseite durch Kaltschweissen, insbesondere durch Ultraschall- oder Reibschweissen, mit einem aus einer Isolierung 22 geführten Ende eines vorzugsweise als Litze ausgebildeten flexiblen Leiters 23 verbunden. Der flexible Leiter 23 ist im Führungskanal 19 nach aussen geführt und ist mit seinem aussenliegenden Leiterende mit einer Anschlussklemme 24 des Einbaugeräts 15 galvanisch verbunden.
Vor dem Aufstecken des Einbaugerätes 15 auf die Sammelschiene 12 und den Stecksockel 10 und dem Fixieren des aufgesteckten Einbaugerätes 15 am Stecksockel 10 wird der Steckkontakt 21 durch Verschieben im Führungskanal 19 zunächst in eine Lage gebracht, in der er mit der im Stecksockel 10 fixierten Sammelschiene 12 fluchtet. Dies kann je nach Phase der Sammelschiene 12 in der ausgezogen dargestellten oder in den beiden gestrichelt dargestellten Positionen der Sammelschiene 12 der Fall sein. Der Steckkontakt 21 wird nun mit einem nicht ersichtlichen Arretierschieber festgesetzt und kann nun längs des Führungskanals nicht mehr verschoben werden. Da die Führungselemente des Steckkontaktes 21 mit relativ viel Spiel an die Führungsnuten 20 angepasst sind, ist der Steckkontakt 21 schwimmend gelagert. Beim Aufstekken auf die Sammelschiene 12 und bei thermischer Wechselbelastung infolge von Materialdehnungen entstehende Kräfte wirken sich daher im Strompfad von der Sammelschiene 12 zur Anschlussklemme 24 nicht aus. Hierdurch und durch eine hohe Federkraft des selbstfedernden Steckkontakts 21 ist bereits über verhältnismässig grosse Zeiträume ein niederohmiger Strompfad gewährleistet.
Eine zusätzliche Verringerung des ohmschen Widerstandes des Strompfades wird dadurch erreicht, dass die Sammelschiene 12 aus unlegiertem Kupfer besteht. Unlegiertes Kupfer weist eine sehr hohe Leitfähigkeit auf und ist trotz geringer Härte und Festigkeit problemlos als Werkstoff für die Sammelschiene 12 zu verwenden, da wegen der schwimmenden Lagerung des Steckkontaktes 21 und der flexiblen Ausbildung des Leiters 23 im Strompfad selbst bei starker Erwärmung keine wesentlichen mechanischen Kräfte auftreten. Zugleich weist die Sammelschiene 12 durch Verrundung ihrer beiden oberen Kanten gebildete Führungsflächen 25 auf, welche ein verhältnismässig kräftefreies Aufstecken des Steckkontakts 21 ermöglichen und damit den weichen Werkstoff der Sammelschiene 12 schonen.
Eine ganz wesentliche Verringerung des ohmschen Widerstandes des Strompfades wird dadurch erreicht, dass der Übergangswiderstand von der Sammelschiene 12 auf den Steckkontakt 21 während des oft viele Jahre währenden Betriebs des Niederspannungsverteilers durch eine geeignet erzeugte hohe Kontaktkraft der Steckverbindung klein gehalten wird. Zu diesem Zweck wird für den Steckkontakt 21 ein Werkstoff mit einer gegenüber Messing oder Bronze verminderten Relaxation eingesetzt. Bei Betrieb des Niederspannungsverteilers mit grossen Strömen erwärmt sich dann zwar wie bei den üblichen Kontaktwerkstoffen für Niederspannungsverteiler, wie etwa Messing oder Bronze, die Steckverbindung oft ganz erheblich. Im Unterschied zu diesen Werkstoffen führt dies wegen der geringen Relaxation jedoch zu keinem merklichen Nachlassen der Kontaktkraft der Steckverbindung und damit auch zu keiner unzulässigen Erhöhung des Übergangswiderstands. Als geeigneter Werkstoff für Betriebsströme bis 50 A hat sich hierbei niedriglegiertes Kupfer mit Nickel und Silicium als Legierungsbestandteilen bewährt, wie insbesondere eine nach deutschen Normen hinsichtlich ihrer Zusammensetzung und ihrer Werkstoffeigenschaften durch das Kurzzeichen CuNi2Si bestimmte Kupferlegierung. Diese Legierung weist nicht nur gute Schweissbarkeit, eine ausreichend hohe elektrische Leitfähigkeit, hohe mechanische Festigkeit sowie gute Biegbarbeit und Härte auf, sondern zeichnet sich vor allem auch durch eine verglichen mit dem üblicherweise in Niederspannungsverteilern als Werkstoff für Steckkontakte 21 verwendeten Messing oder Bronze durch eine sehr geringe Relaxation bei Temperaturen bis zu 150°C aus. Dies begünstigt seinen Einsatz als Werkstoff für selbstfedernde und geschweisste Steckkontakte 21 in Niederspannungsverteilern ganz wesentlich und ermöglicht die Einsparung eines bei Niederspannungsverteilern nach dem Stand der Technik benötigten Spannringes.
Für Betriebsströme bis 100 A besonders bewährt hat sich als Werkstoff für den Steckkontakt niedriglegiertes Kupfer mit Silber und Phosphor als Legierungsbestandteilen, wie insbesondere eine Legierung mit der nach deutschen Normen durch das Kurzzeichen CuAg0,1P bestimmten Zusammensetzung. Diese Kupferlegierung weist eine reinem, unlegiertem Kupfer vergleichbare elektrische Leitfähigkeit sowie gute mechanische Eigenschaften wie Festigkeit, Härte und Biegbarkeit, auf. Zudem zeigt sie auch bei Temperaturen bis 150°C eine relativ geringe Relaxation, so dass ein vor allem aus Gründen einer erhöhten Sicherheit zusätzlich zu empfehlender Spannring relativ schwach dimensioniert werden kann.
Da die zuvor erwähnten Legierungen neben guter elektrischer Leitfähigkeit, ausreichender Härte und Festigkeit und geringer Relaxation auch eine gute Bieg- und Schweissbarkeit aufweisen, kann der mit dem flexiblen Leiter 23 verschweisste Steckkontakt 21 in einfacher Weise durch Stanzen und Biegen aus einem Blech sowie durch nachfolgendes kaltes Anschweissen des flexiblen Leiters 23, wie insbesondere Reib- oder Ultraschallschweissen, hergestellt werden. Hierbei ist es wichtig, dass der Steckkontakt 21 mit dem flexiblen Leiter 23 im schonenden Kaltschweissverfahren verbunden wird, da so ein Erweichen von Teilen des Steckkontakts 21 und damit eine Änderung des Gefüges der Legierung und ein Ansteigen der Relaxation vermieden werden.
Die Sammelschiene 12 und der Steckkontakt 21 sind jeweils mit einer den Übergangswiderstand von der Sammelschiene 12 auf den Steckkontakt 21 bei Betrieb des Verteilers herabsetzenden, vorzugsweise galvanisch aufgebrachten, Oberflächenbeschichtung versehen. Diese Oberflächenbeschichtung ist sowohl auf der Sammelschiene 12 als auch auf dem Steckkontakt 21 zumindest zweilagig ausgebildet. Hierdurch wird eine besonders wirkungsvolle Herabsetzung des Übergangswiderstandes erreicht.
Sowohl auf der Sammelschiene 12 als auch auf dem Steckkontakt 21 ist als unterste Lage der Oberflächenbeschichtung ein das Ausdiffundieren von Kupfer bei Betrieb des Niederspannungsverteilers verhindernder metallener Werkstoff, vorzugsweise reines oder niedriglegiertes Nickel, aufgebracht. Zugleich wird durch die vorzugsweise aus Nickel oder einer niedrigdotierten Nickellegierung gebildete unterste Lage der Oberflächenbeschichtung der darunterliegende Werkstoff, d.h. bei der Sammelschiene 12 das reine Kupfer und bei dem Steckkontakt 21 das niedriglegierte Kupfer, wirksam vor Korrosion und Oxidation geschützt. Eine ausreichende Schutzwirkung wird dann erreicht, wenn die unterste Lage der Oberflächenbeschichtung eine Dicke von 1 bis 6, vorzugsweise von 2 bis 4 µm, aufweist.
Auf Sammelschiene 12 und Steckkontakt 21 sind als oberste Lage der Oberflächenbeschichtung unterschiedliche Werkstoffe vorgesehen. Bei der Sammelschiene 12 ist auf das als Diffusionsbarriere für das Kupfer wirkende Metall, insbesondere also das Nickel oder die Nickellegierung, ein das Gleiten des Steckkontaktes 21 bei einem Steckvorgang erleichternder metallener Werkstoff, wie insbesondere reines oder niedriglegiertes Zinn oder Blei aufgebracht. Bei einem Steckvorgang fliesst dieser Werkstoff geringfügig und vergrössert dadurch die Anzahl der Mikrokontaktstellen. Eine den Übergangswiderstand erheblich vergrössernde Oxidationsschicht wird hierbei weggeschabt. Zugleich verhindert diese obere Lage der Oberflächenbeschichtung Korrosioneinflüsse. Die beschriebenen vorteilhaften Wirkungen der oberen Lage der Oberflächenbeschichtung werden mit Dicken zwischen 4 und 30, vorzugsweise zwischen 6 und 10 µm, erreicht.
Beim Steckkontakt 21 ist auf die Diffusionsbarriere ein als zusätzlicher Korrosions- und Oxidationsschutz dienender und zugleich eine besonders hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisender metallener Werkstoff, wie insbesondere reines oder niedriglegiertes Silber, aufgebracht. Günstige Wirkungen werden mit dieser oberen Lage der Oberflächenbeschichtung dann erreicht, wenn sie eine Dicke von 2 bis 10, vorzugsweise 5 bis 8 µm, aufweist.
BEZUGSZEICHENLISTE
10
Stecksockel
11
Halterungen
12
Sammelschiene
13
Häkchen
14
Nuten
15
Einbaugerät
16
Vertiefungen
17
Gehäuse
18
Schalthebel
19
Führungskanal
20
Führungsnuten
21
Steckkontakt
22
Isolierung
23
flexibler Leiter
24
Anschlussklemme
25
Führungsflächen

Claims (15)

  1. Niederspannungsverteiler mit einem Sammelschienen haltenden Stecksockel (10) und mit einem mit mindestens einem selbstfedernden Steckkontakt (21) auf eine (12) der Sammelschienen gesteckten und auf dem Stecksockel (10) gehaltenen Einbaugerät (15), bei dem eine Anschlussklemme (24) des Einbaugerätes (15) über mindestens einen flexiblen Leiter (23) und den an den Leiter (23) geschweissten und im Gehäuse (17) des Einbaugerätes (15) schwimmend gelagerten Steckkontakt (21) mit der Sammelschiene (12) elektrisch leitend verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelschiene (12) aus unlegiertem Kupfer gebildet ist und das Aufstecken des Steckkontaktes (21) erleichternde Führungsflächen (25) aufweist, und dass der Steckkontakt (21) aus einem Werkstoff mit einer gegenüber Messing oder Bronze verminderten Relaxation besteht und mit dem flexiblen Leiter (23) in einem ein Erweichen des Steckkontaktes (15) verhindernden Schweissverfahren verbunden ist.
  2. Niederspannungsverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Steckkontaktes (21) eine niedriglegierte Kupferlegierung mit Nickel und Silicium als Legierungsbestandteilen ist.
  3. Niederspannungsverteiler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupferlegierung eine nach deutschen Normen durch das Kurzzeichen CuNi2Si bestimmte Zusammensetzung aufweist.
  4. Niederspannungsverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Steckkontaktes (21) eine niedriglegierte Kupferlegierung mit Silber und Phosphor als Legierungsbestandteilen ist.
  5. Niederspannungsverteiler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupferlegierung eine nach deutschen Normen durch das Kurzzeichen CuAg0,1P bestimmte Zusammensetzung aufweist.
  6. Niederspannungsverteiler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckkontakt (21) zusätzlich einen Spannring aufweist.
  7. Niederspannungsverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Leiter (23) durch Kaltschweissen, wie insbesondere Reibschweissen oder Ultraschallschweissen, mit dem Steckkontakt (21) verbunden ist.
  8. Niederspannungsverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelschiene (12) und der Steckkontakt (21) jeweils mit einer den Übergangswiderstand von der Sammelschiene (12) auf den Steckkontakt (21) bei Betrieb des Verteilers herabsetzende Oberflächenbeschichtung versehen sind.
  9. Niederspannungsverteiler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbeschichtung sowohl auf der Sammelschiene (12) als auch auf dem Steckkontakt (21) zumindest zweilagig ausgebildet ist.
  10. Niederspannungsverteiler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl auf der Sammelschiene (12) als auch auf dem Steckkontakt (21) als unterste Lage der Oberflächenbeschichtung ein das Ausdiffundieren von Kupfer bei Betrieb des Niederspannungsverteilers verhindernder metallener Werkstoff, vorzugsweise reines oder niedriglegiertes Nickel, aufgebracht ist.
  11. Niederspannungsverteiler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die unterste Lage der Oberflächenbeschichtung eine Dicke von 1 bis 6, vorzugsweise von 2 bis 4 µm, aufweist.
  12. Niederspannungsverteiler nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelschiene (12) als oberste Lage der Oberflächenbeschichtung einen das Gleiten des Steckkontaktes (21) bei einem Steckvorgang erleichternden Werkstoff, wie insbesondere reines oder niedriglegiertes Zinn oder Blei aufweist.
  13. Niederspannungsverteiler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die oberste Lage der Oberflächenbeschichtung eine Dicke von 4 bis 30, vorzugsweise von 6 bis 10 µm, aufweist.
  14. Niederspannungsverteiler nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckkontakt (21) als oberste Lage der Oberflächenbeschichtung einen metallenen Werkstoff hoher Leitfähigkeit, wie insbesondere reines oder niedriglegiertes Silber, aufweist.
  15. Niederspannungsverteiler nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die oberste Lage der Oberflächenbeschichtung eine Dicke von 2 bis 10, vorzugsweise 5 bis 8 µm, aufweist.
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