EP1385183A1 - Schaltkontaktanordnung mit einem Kontakthebel und einem biegsamen Leiter - Google Patents

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EP1385183A1
EP1385183A1 EP03090182A EP03090182A EP1385183A1 EP 1385183 A1 EP1385183 A1 EP 1385183A1 EP 03090182 A EP03090182 A EP 03090182A EP 03090182 A EP03090182 A EP 03090182A EP 1385183 A1 EP1385183 A1 EP 1385183A1
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lever
contact lever
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Günter Seidler
Ingo Thiede
Sezai TÜRKMEN
Artur Wajnberg
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Siemens AG
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    • H01H1/5822—Flexible connections between movable contact and terminal
    • H01H2001/5827—Laminated connections, i.e. the flexible conductor is composed of a plurality of thin flexible conducting layers

Definitions

  • the invention relates to a switch contact arrangement electrical switching device with a contact lever and at least one with the contact lever by applying heat connected flexible conductor, being at one end of the contact lever a receiving pocket for a solidified end section the flexible conductor is formed and the receiving pocket one floor surface and three approximately at right angles to the floor surface has standing side faces.
  • a contact arrangement of this type is in EP 0 467 798 B1 described.
  • the pocket has a rectangular shape Floor area by connecting two base slats of the Contact lever is formed, only one of which is a cutout having.
  • the side surfaces formed by the cutout the receiving pocket are at right angles to each other and are bevelled near the mouth.
  • the arrangement according to EP 0 467 798 B1 is for one Connection of the flexible conductor and the contact lever Welding provided without material feed. Thereby is an electric current when electrodes are pressurized such a size passed through the parts to be connected that these merge with one another over a large area (resistance welding).
  • the invention aims at the quality of the connection of contact levers and flexible conductors can be improved.
  • this object is achieved in that the floor area has an approximately trapezoidal shape and the End portion have a shape adapted to the bottom surface.
  • Another advantageous property is an increase in lateral moment of resistance of the combination of contact lever and flexible conductor. This increases the resistance the connection point of the contact lever and flexible conductor against the strong forces that occur when Switchgear with a short-circuit current occur.
  • the invention proves to be advantageous in automated systems Manufacturing processes in which the trapezoidal Designing the alignment and centering of the pliable Conductor is facilitated relative to the contact lever.
  • the result of the invention is that the Current transfer between the contact lever and the flexible Conducted as if the conductor was in the material of the Contact lever embedded or in one piece with this. In order to the contact resistance and the power loss become special low.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a low-voltage circuit breaker on average.
  • FIG. 2 shows a contact carrier of that shown in FIG. 1 Low voltage circuit breaker with multiple contact levers and adjacent parts.
  • Figure 3 shows a single contact lever and one with this flexible conductor to be connected.
  • Figure 4 shows the contact lever and the flexible conductor 3 in the connected state.
  • FIG. 5 shows an end view of a contact lever a pocket.
  • the low-voltage circuit breaker shown schematically in FIG. 1 1 has a housing 2 in which several Switching poles are arranged side by side in parallel.
  • everyone who Switching poles comprises a switch contact arrangement 3 with an associated one Arc quenching chamber 4.
  • Each of the switch contact arrangements 3 has a fixed switch contact 5 and a movable switch contact 6, the multiple contact lever 7 or 7k and a Kotaktisme pivotally mounted in the housing 2 8 includes.
  • the contact levers 7 and 7k are relative arranged pivotally to the contact carrier 8, the longer ones Contact lever 7 main and pre-contacts and the shorter contact lever 7k have only main contacts.
  • Flexible ladder 9 connect the contact lever 7 or 7k with a lower stationary Current conductor 10, which together with an upper stationary Current conductor 11 the connection of the circuit breaker 1 allowed with a load circuit.
  • One in the same Housing 2 accommodated drive device 12 is used for actuation the movable switch contacts 6 by means of a lever linkage 13th
  • a movable switching contact 6 with its contact levers 7, 7k and its contact carrier 8 is illustrated in more detail in FIG. 2.
  • the number of contact levers 7, 7k shown is to be understood only as an example, because depending on the dimensioning the circuit breaker 1 a smaller or larger number such contact levers may be needed. As you can see is in any case the number of contact levers and associated flexible conductor in a multi-pole circuit breaker considerably. Since each of the junctions is one flexible conductor 9 with a contact lever 7 or 7k with a electrical contact resistance can be affected thus a high quality of the connection points is desired in order to electrical power loss and thus the heating of the circuit breaker to keep low. At the same time, it depends to make the connections quickly and in uniform quality to be able to.
  • FIG. 3 illustrates a single contact lever 7 and a flexible conductor 9 to be firmly connected to it.
  • the contact lever 7 is made of copper sheet in a known manner manufactured and has a bearing opening 14 for receiving a Bearing pin in the side cheeks of the contact carrier 8 ( Figures 1 and 2) is added.
  • the contact lever has the opposite rear 7 pins 15 in a known manner for engaging in helical compression springs, which are supported in the contact carrier 8 and which when the circuit breaker 1 is switched on for an adequate contact force between the contact levers 7 and the stationary switch contact.
  • At its bottom The end of each contact lever 7 with a receiving pocket 16 for provided a solidified end portion 17 of the flexible conductor 10.
  • the flexible conductor 10 three parallel flexible conductor ropes 18, which in known Way also consist of fine wire flexible copper braid.
  • the three conductor cables 18 are in use a high pressure to a practically compact body solidified, which forms the mentioned end portion.
  • the receiving pocket 16, like the end section 17, is trapezoidal switched in such a way that when inserting the end section 17 in the receiving pocket 16 in the direction of Arrow 20 shown in FIG. 3 is not just a flat one Touch with the bottom surface 21, but also a three-sided Touch on the side surfaces 22, 23 and 24 of the receiving pocket 16 takes place.
  • the trapezoidal shape of the receiving pocket 16 and the end section 17 not only lead to a flat connection in the area the bottom surface 21, but also on the side surfaces 22, 23 and 24. This ensures good power transfer between the contact levers 7 and the flexible conductor 9 and at the same time a significantly increased mechanical strength.
  • Units according to Figure 4, the contact levers 7 and flexible conductors 9 exist, are therefore particularly suitable for Circuit breakers with high switching capacity.
  • FIGS. 3 and 4 While in the exemplary embodiment according to FIGS. 3 and 4 a right-angled position of the side walls 22, 23 and 24 for Floor surface 21 is provided and, accordingly, the corresponding Side faces of the end portion 17 are also rectangular stand to each other, can also according to Figure 5 a double trapezoidal shape of a pocket 25 with a correspondingly adapted shape of a not shown End portion of a flexible conductor provided his.
  • the receiving pocket 25 points corresponding to the receiving pocket 16 ( Figure 3) a trapezoidal bottom surface 26 and Side surfaces 27, 28 and 29 on. These are obtuse to the floor area 26.
  • With a suitable dimensioning of the to the Receiving pocket 25 belonging end portion of a flexible Ladder can be achieved under the pressure of the known Way provided soldering or welding electrodes all Interfaces come into contact with each other and everywhere a high proportion of binding is achieved.

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Abstract

Eine Schaltkontaktanordnung (3) eines elektrischen Schaltgerätes weist Kontakthebel (7) und je einen mit diesen durch Wärmeanwendung fest verbundenen biegsamen Leiter (9) auf. Die Kontakthebel (7) besitzen trapezförmig gestaltete Aufnahmetaschen (16) zur Aufnahme entsprechend trapezförmig geformter Endabschnitte (17) der biegsamen Leiter (9). Die Gestaltung der Aufnahmetasche (16) ermöglicht eine mehrseitige und hochwertige Verbindung der biegsamen Leiter (9) mit den Kontakthebeln (7) mittels bekannter Verfahren, z. B. Widerstandslöten oder Widerstandsschweißen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltkontaktanordnung eines elektrischen Schaltgerätes mit einem Kontakthebel und wenigstens einem mit dem Kontakthebel durch Wärmeanwendung fest verbundenen biegsamen Leiter, wobei an einem Ende des Kontakthebels eine Aufnahmetasche für einen verfestigten Endabschnitt des biegsamen Leiters ausgebildet ist und die Aufnahmetasche eine Bodenfläche und drei etwa rechtwinklig zur Bodenfläche stehende Seitenflächen aufweist.
Eine Kontaktanordnung dieser Art ist in der EP 0 467 798 B1 beschrieben. Die Aufnahmetasche hat dabei eine rechteckige Bodenfläche, die durch Verbindung von zwei Grundlamellen des Kontakthebels gebildet ist, von denen nur die eine einen Ausschnitt aufweist. Die durch den Ausschnitt gebildeten Seitenflächen der Aufnahmetasche stehen rechtwinklig zueinander und sind nahe der Mündung abgeschrägt.
Die Anordnung nach der genannten EP 0 467 798 B1 ist für eine Verbindung des biegsamen Leiters und des Kontakthebels durch Schweißen ohne Materialzufuhr vorgesehen. Dabei wird mittels unter Druck aufgesetzter Elektroden ein elektrischer Strom solcher Größe durch die zu verbindenden Teile geleitet, dass diese flächenhaft miteinander verschmelzen (Widerstandsschweißen).
Neben dem Widerstandsschweißen ist es auch bekannt, weitere Arten der Verbindung anzuwenden, bei denen Wärme angewendet wird. Hiezu gehören insbesondere das Elektronenstrahlschweißen (DE 44 16 104 A1) und das elektrische Widerstandslöten. Bei dem letztgenannten Verfahren wird in bekannter Weise ein Lotmaterial zugeführt, beispielsweise in der Gestalt einer Folie oder eines dünnen Bleches, das zwischen die zu verbindenden Teile eingelegt wird, bevor die Erwärmung erfolgt.
Durch die Erfindung soll die Qualität der Verbindung von Kontakthebeln und biegsamen Leitern verbessert werden.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Bodenfläche eine etwa trapezförmig erweiterte und der Endabschnitt eine der Bodenfläche angepasste Gestalt aufweisen.
Diese ohne zusätzlichen Aufwand mögliche Gestaltung vergrößert den Bindeanteil bei Widerstandslöten oder Widerstandsschweißen und verringert dadurch die Erwärmung durch den in einem Schaltgerät fließenden Strom.
Eine weitere vorteilhafte Eigenschaft ist eine Erhöhung des seitlichen Widerstandsmomentes der Kombination aus Kontakthebel und biegsamem Leiter. Hierdurch steigt die Beständigkeit der Verbindungsstelle von Kontakthebel und biegsamem Leiter gegen die starken Kräfte, die bei der Beanspruchung von Schaltgeräten mit einem Kurzschlussstrom auftreten.
Ferner erweist sich die Erfindung als vorteilhaft bei automatisierten Fertigungsprozessen, bei denen durch die trapezförmige Gestaltung die Ausrichtung und Zentrierung des biegsamen Leiters relativ zu dem Kontakthebel erleichtert wird.
Insbesondere für das Widerstandslöten mit in die Aufnahmetasche einzulegender Lotfolie kann es sich empfehlen, dass die Seitenflächen der Aufnahmetasche unter einem stumpfen Winkel zur Bodenfläche stehen. Hierdurch kommt es zu einer intensiven Berührung des verdichteten Ende des biegsamen Leiters und den Seitenwänden der Aufnahmetasche und demzufolge zu einer weiteren Erhöhung des Bindeanteils.
Durch die Erfindung wird im Ergebnis erreicht, dass der Stromübergang zwischen dem Kontakthebel und dem biegsamen Leiter so erfolgt, als sei der Leiter in das Material des Kontakthebels eingebettet oder einstückig mit diesem. Damit werden der Übergangswiderstand und die Verlustleistung besonders niedrig.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Die Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Niederspannungs-Leistungsschalter im Schnitt.
Die Figur 2 zeigt einen Kontaktträger des in Figur 1 gezeigten Niederspannungs-Leistungsschalters mit mehreren Kontakthebeln und angrenzenden Teilen.
Die Figur 3 zeigt einen einzelnen Kontakthebel und einen mit diesem zu verbindenden biegsamen Leiter.
Die Figur 4 zeigt den Kontakthebel und den biegsamen Leiter gemäß der Figur 3 im verbundenen Zustand.
Die Figur 5 zeigt eine Stirnansicht eines Kontakthebels mit einer Aufnahmetasche.
Der in der Figur 1 schematisch gezeigte Niederspannungs-Leistungsschalter 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in dem mehrere Schaltpole parallel nebeneinander angeordnet sind. Jeder der Schaltpole umfasst eine Schaltkontaktanordnung 3 mit zugehöriger Lichtbogenlöschkammer 4. Jede der Schaltkontaktanordnungen 3 weist einen feststehenden Schaltkontakt 5 sowie einen bewegbaren Schaltkontakt 6 auf, der mehrere Kontakthebel 7 bzw. 7k und einen im Gehäuse 2 schwenkbar gelagerten Kotaktträger 8 umfasst. Die Kontakthebel 7 und 7k sind relativ zum Kontaktträger 8 schwenkbar angeordnet, wobei die längeren Kontakthebel 7 Haupt- und Vorkontakte und die kürzeren Kontakthebel 7k nur Hauptkontakte aufweisen. Biegsame Leiter 9 verbinden die Kontakthebel 7 bzw. 7k mit einem unteren ortsfesten Stromleiter 10, der zusammen mit einem oberen ortsfesten Stromleiter 11 die Verbindung des Leistungsschalters 1 mit einem Laststromkreis gestattet. Eine gleichfalls in dem Gehäuse 2 untergebrachte Antriebsvorrichtung 12 dient zur Betätigung der bewegbaren Schaltkontakte 6 mittels eines Hebelgestänges 13.
Ein bewegbarer Schaltkontakt 6 mit seinen Kontakthebeln 7, 7k und seinem Kontaktträger 8 ist näher in der Figur 2 veranschaulicht. Die gezeigte Anzahl von Kontakthebeln 7, 7k ist lediglich als Beispiel zu verstehen, weil je nach der Bemessung des Leistungsschalters 1 eine geringere oder größere Anzahl solcher Kontakthebeln benötigt werden kann. Wie man erkennt, ist in jedem Fall die Anzahl von Kontakthebeln und zugehörigen biegsamen Leiter in einem mehrpoligen Leistungsschalter beträchtlich. Da jede der Verbindungsstellen eines biegsamen Leiters 9 mit einem Kontakthebel 7 bzw. 7k mit einem elektrischen Übergangswiderstand behaftet sein kann, ist somit eine hohe Güte der Verbindungsstellen erwünscht, um die elektrische Verlustleistung und somit die Erwärmung des Leistungsschalters niedrig zu halten. Zugleich kommt es darauf an, die Verbindungen rasch und in gleichmäßiger Qualität herstellen zu können.
Die Figur 3 veranschaulicht einen einzelnen Kontakthebel 7 und einen mit diesem fest zu verbindenden biegsamen Leiter 9. Der Kontakthebel 7 ist in bekannter Weise aus Kupferblech hergestellt und besitzt eine Lageröffnung 14 zur Aufnahme eines Lagerbolzens, der in seitlichen Wangen des Kontaktträgers 8 (Figuren 1 und 2) aufgenommen ist. An seiner den Kontaktstellen gegenüberliegenden Rückseite besitzt der Kontakthebel 7 in bekannter Weise Zapfen 15 zum Eingreifen in Schraubendruckfedern, die in dem Kontaktträger 8 abgestützt sind und welche im eingeschalteten Zustand des Leistungsschalters 1 für eine angemessene Kontaktkraft zwischen den Kontakthebeln 7 und dem ortsfesten Schaltkontakt sorgen. An seinem unteren Ende ist jeder Kontakthebel 7 mit einer Aufnahmetasche 16 für einen verfestigten Endteil 17 des biegsamen Leiters 10 versehen. In dem gezeigten Beispiel weist der biegsame Leiter 10 drei parallele biegsame Leiterseile 18 auf, die in bekannter Weise gleichfalls aus feindrahtiger biegsamer Kupferlitze bestehen. An den Enden sind die drei Leiterseile 18 durch Anwendung eines hohen Druckes zu einem praktisch kompakten Körper verfestigt, der den erwähnten Endabschnitt bildet. Die Aufnahmetasche 16 ist ebenso wie der Endabschnitt 17 trapezförmig in der Weise geschaltet, dass beim Einsetzen des Endabschnittes 17 in die Aufnahmetasche 16 in der Richtung des in der Figur 3 gezeigten Pfeils 20 nicht nur eine flächenhafte Berührung mit der Bodenfläche 21, sondern auch eine dreiseitige Berührung an den Seitenflächen 22, 23 und 24 der Aufnahmetasche 16 stattfindet.
Als Verfahren zur Verbindung des biegsamen Leiters 10 mit den Kontakthebel 7 sind die eingangs erwähnten bekannten Verfahren, insbesondere Widerstandslöten und Widerstandsschweißen geeignet.
Die Trapezform der Aufnahmetasche 16 und des Endabschnittes 17 führen nicht nur zu einer flächenhaften Verbindung im Bereich der Bodenfläche 21, sondern auch an den Seitenflächen 22, 23 und 24. Dies gewährleistet einen guten Stromübergang zwischen den Kontakthebeln 7 und dem biegsamen Leiter 9 und zugleich eine wesentlich gesteigerte mechanische Festigkeit. Einheiten gemäß der Figur 4, die aus Kontakthebeln 7 und biegsamen Leitern 9 bestehen, eignen sich daher besonders für Leistungsschalter mit hohem Schaltvermögen.
Die anhand der Figuren 3 und 4 beschriebene trapezförmige Gestaltung von Aufnahmetaschen für biegsame Leiter ist in gleicher Weise auch für die kurzen Kontakthebel 7k vorgesehen.
Während bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 3 und 4 eine rechtwinklige Stellung der Seitenwände 22, 23 und 24 zur Bodenfläche 21 vorgesehen ist und demzufolge die entsprechenden Seitenflächen des Endabschnittes 17 gleichfalls rechtwinklig zueinander stehen, kann gemäß der Figur 5 auch eine gewissermaßen doppelte trapezförmige Gestalt einer Aufnahmetasche 25 mit entsprechend angepasster Form eines nicht gezeigten Endabschnittes eines biegsamen Leiters vorgesehen sein. Die Aufnahmetasche 25 weist entsprechend der Aufnahmetasche 16 (Figur 3) eine trapezförmige Bodenfläche 26 und Seitenflächen 27, 28 und 29 auf. Diese stehen stumpfwinklig zur Bodenfläche 26. Bei einer geeigneten Bemessung des zu der Aufnahmetasche 25 gehörenden Endabschnittes eines biegsamen Leiters lässt sich erreichen, dass unter dem Druck der in bekannter Weise vorgesehenen Löt- oder Schweißelektroden alle Verbindungsflächen miteinander in Berührung treten und überall ein hoher Bindeanteil erzielt wird.

Claims (2)

  1. Schaltkontaktanordnung (3) eines elektrischen Schaltgerätes mit einem Kontakthebel (7, 7k) und wenigstens einem mit dem Kontakthebel (7, 7k) durch Wärmeanwendung fest verbundenen biegsamen Leiter (9), wobei an einem Ende des Kontakthebels (7, 7k) eine Aufnahmetasche (16) für einen verfestigten Endabschnitt (17) des biegsamen Leiters (9) ausgebildet ist und die Aufnahmetasche (16) eine Bodenfläche (21) und drei etwa rechtwinklig zur Bodenfläche (21) stehende Seitenflächen (22, 23, 24) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenfläche (21) eine etwa trapezförmig erweiterte und der Endabschnitt (17) eine der Bodenfläche (21) angepasste Gestalt aufweisen.
  2. Kontaktanordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenflächen (27, 28, 29) der Aufnahmetasche (25) unter einem stumpfen Winkel zur Bodenfläche (26) stehen.
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