EP1926112A1 - Elektrisches Kontaktsystem für ein elektrisches Schaltgerät - Google Patents

Abstract

Es wird ein elektrisches Kontaktsystem (1) für ein elektrisches Schaltgerät vorgeschlagen, welches zwei Kontakteinheiten (10, 20) umfasst und bei dem zwischen der Kontakteinheit (10) und der Kontakteinheit (20) bei eine Kontaktkraft im Falle eines elektrischen Kontaktes wirkt, wobei Mittel (13,14,15,18) zur Ausübung der Kontaktkraft vorhanden sind, und wobei die erste Kontakteinheit (10) von der zweiten Kontakteinheit (20) trennbar ist. Die Mittel (14,15,18) zeichnen sich dadurch aus, dass sie einen thermischen Ausdehnungseffekt aufweisen, welcher eine Erhöhung der Kontaktkraft mit steigender Temperatur der Mittel (14,15,18) bewirkt.

Description

Technisches Gebiet
• Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Schaltgerätetechnik, insbesondere bezieht Sie sich auf ein elektrisches Kontaktsystem zur Herstellung eines elektrischen Kontaktes in einem elektrischen Schaltgerät und auf ein elektrisches Schaltgerät gemäss dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.
Stand der Technik
• Elektrische Schalter mit elektrischen Kontaktsystemen werden allgemein genutzt, um den Energiefluss in einem Energieversorgungsnetz zu unterbrechen und wiederherzustellen. Solche Schalter werden auf allen Spannungsebenen des Energienetzes eingesetzt. Während des Normalbetriebes muss der Widerstand des Schalters möglichst niedrig sein, um entsprechende Leistungsverluste niedrig zu halten. Im Schaltfall muss der Schalter grosse Ströme im Normalbetrieb und sogar noch grössere Ströme im Kurzschlussfall schalten können. Aus dem Stand der Technik sind nun Schalter bekannt, bei denen die Kontakte mit einer dünnen Schicht
• Silber oberflächenbeschichtet sind und bei denen der Kontakt und der Gegenkontakt des Schalters federnd aufeinander gepresst werden, um eine Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit im Kontaktbereich zu erreichen. Aus der Europäischen Patentschrift EP0844631 ist ein schaltbares elektrisches Kontaktsystem für einen Erdungsschalter bekannt, welches einen Kontaktstift und einen tulpenförmigen Gegenkontakt aufweist. Zur Herstellung eines elektrischen Kontaktes wird der Gegenkontakt mit seinen federnden Kontaktfingern auf den Kontaktstift geschoben, wobei die einzelnen Kontaktfinger federnd auf den Kontaktstift drücken.
• Bei diesem und anderen elektrischen Kontaktsystemen ist die elektrische Kontaktierung zwischen Kontakt und Gegenkontakt verbesserungswürdig. Bei beispielsweise verschmutzten oder oxidierten Kontakten ist der Kontaktwiderstand erhöht und damit ist die elektrische Leitfähigkeit nicht optimal, was zu Verschleisserscheinungen und einer unerwünschten Erwärmung an den Kontakten führt. Durch den Betrieb des Schalters weisen die Kontakte auch oft Abrieb im Oberflächenbereich auf, was beispielsweise bei oberflächenbeschichteten Kontakten oder Kontakten welche in einer SF₆ Gasatmosphäre arbeiten, zur Verminderung der elektrischen Leitfähigkeit beiträgt und damit ebenfalls zu einer unerwünschten Erwärmung im Kontaktbereich führt. Ein verkürzte Lebensdauer und ein hoher Wartungsaufwand des Schaltgerätes sind sie Folge.
Darstellung der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung versucht zumindest einige der oben genannten Probleme zu mindern. Die Aufgabe wird gelöst durch ein elektrisches Kontaktsystem und durch ein elektrisches Schaltgerät mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche.
• Gemäss einem Aspekt der Erfindung wird ein elektrisches Kontaktsystem eines elektrischen Schaltgerätes vorgeschlagen, das eine erste und eine zweite Kontakteinheit aufweist, wobei zwischen der ersten und der zweiten Kontakteinheit bei elektrischem Kontakt eine Kontaktkraft wirkt. Weiterhin sind Mittel zur Ausübung der Kontaktkraft vorhanden, d. h. im Falle des elektrischen Kontaktes wird mit den Mitteln eine Kraft von der ersten Kontakteinheit auf die zweite Kontakteinheit oder von der zweiten Kontakteinheit auf die erste Kontakteinheit oder von beiden Kontakteinheiten gegeneinander ausgeübt. Die erste Kontakteinheit ist von der zweiten Kontakteinheit trennbar, indem der Abstand zwischen beiden Kontakteinheiten vergrössert wird. Die Kontakttrennung erfolgt dabei nicht über die Mittel zur Ausübung der Kontaktkraft. Im getrennten Zustand gibt es keinen elektrischen Kontakt zwischen der ersten und der zweiten Kontakteinheit. Das erfindungsgemässe elektrische Kontaktsystem ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Ausübung der Kontaktkraft einen thermischen Ausdehnungseffekt aufweisen, welcher eine Erhöhung der Kontaktkraft mit steigender Temperatur der Mittel bewirkt, d.h. bei Wärmezufuhr kommt es zur Wärmedehnung in den Mitteln, welche sich über den Ausdehnungskoeffizienten der Mittel und die Temperaturänderung in den Mitteln beschreiben lässt. Dabei ist es völlig unerheblich, auf welche Art den Mitteln Wärme zugeführt wird. Eine Verbesserung des elektrischen und mechanischen Kontaktes im Kontaktbereich kann bei unterschiedlichsten Bedingungen, bei hoher als auch niedriger Kontaktkraft erzielt werden. Die selbsttätige Kontaktkräfterhöhung mit steigender Temperatur während des Betriebes des Schalters führt vorteilhaft zu einer Erniedrigung des Kontaktwiderstandes und damit zu einer erhöhten Leitfähigkeit im Kontaktbereich. Weiterhin wird beim Einschaltvorgang vorteilhaft der Abrieb im Kontaktbereich der Kontakteinheiten des Schalters durch die geringere Kontaktkraft vermindert, wodurch die Lebensdauer der Kontakteinheiten des Schalters deutlich erhöht wird.
• Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein elektrisches Schaltgerät, insbesondere ein Leistungsschalter vorgeschlagen. Das elektrische Schaltgerät umfasst ein elektrisches Kontaktsystem und weist die im vorangegangenen Abschnitt bzw. im Anspruch 1 beschriebenen Merkmale auf.
• Weitere Vorteile, Merkmale, Aspekte und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen, welche in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen schematisch:

Fig. 1

zwei Ansichten einer erfindungsgemässen Kontakteinheit bei unterschiedlichen Temperaturen; in gestrichelter Darstellung: Kontakteinheit bei erhöhter Temperatur;

Fig. 2a, b

jeweils eine Ansicht einer Kontakteinheit mit Bimetallfeder bei unterschiedlicher Temperatur;

Fig. 3

eine Ansicht einer Kontakteinheit s deren Kontaktfinger ein Bimetallkontaktfinger ist;

Fig. 4

eine Ansicht eines Kontaktsystems mit ringförmig angeordneten erfindungsgemässen Kontaktfingern und einem zylinderförmigen Gegenkontakt;

Fig. 5

Ansicht einer Kontakteinheit mit Bimetallkontaktfeder und Bimetallgegenkontaktfeder;

Fig. 6

Ansicht eines Kontaktsystems, bei dem die ringförmig angeordneten Kontakte von Bimetallfedern gehalten werden;

Fig. 7

Berechnete Kontakttemperatur-Kraft Kurve für zwei Kontaktfinger aus unterschiedlichem Bimetallmaterial.

• Die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen und deren Bedeutung sind in der Bezugszeichenliste zusammengefasst aufgelistet. Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche oder gleichwirkende Teile mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen. Für das Verständnis der Erfindung nicht wesentliche Teile sind zum Teil nicht dargestellt. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele stehen beispielhaft für den Erfindungsgegenstand und haben keine beschränkende Wirkung.
Wege zur Ausführung der Erfindung
• Fig. 1 zeigt in schematischer Ansicht einen Kontaktfinger 12, eine Blattfeder 13 und einen Dehnungskörper 15 einer Kontakteinheit 10, 20 welche Teile eines nicht weiter dargestellten elektrischen Kontaktsystems sind. Die Blattfeder 13, die sich im Wesentlichen entlang der Länge des Kontaktfingers 12 erstreckt, ist an einem Ende fest mit einem Ende des Kontaktfingers 12 verbunden. Der Dehnungskörper 1 5 befindet sich zwischen Blattfeder 13 und Kontaktfinger 12. Er kann beispielsweise zwischen Blattfeder 13 und Kontaktfinger 12 eingeklemmt sein. Wird der Kontakteinheit 10, 20 Wärme zugeführt, z.B. verursacht durch elektrischen Stromfluss oder durch das Medium welches die Kontakteinheit umgibt, kommt es in besonderem Masse zu einer volumenmässigen Ausdehnung des Dehnungskörper, welcher beispielsweise aus einer Aluminium-Bronze Legierung besteht und gegenüber dem Material des Kontaktfingers 12 und der Blattfeder 13, beispielsweise einer Stahllegierung, einen vergleichsweise grossen Ausdehnungskoeffizienten aufweist. Die Wärmezufuhr und damit die Temperaturerhöhung des Dehnungskörpers führt somit zu einer Spreizung von Kontaktfinger 12 und Blattfeder 13 (Strich-Punkt Darstellung). Mittels der durch Wärmezufuhr verursachten Aufspreizung wird die Kontaktkraft, die vom Kontaktfinger 12 auf einen nicht weiter dargestellten Gegenkontakt ausgeübt wird, erhöht.
• Figuren 2a und 2b zeigen jeweils eine Ansicht einer Kontakteinheit 10, 20 eines nicht dargestellten Kontaktsystems, welches aus einer Bimetallfeder 14 und einem Kontaktfinger 12 besteht. Die Bimetallfeder 14 ist an einem ihrer Enden halbkreisförmig gebogen und drückt an diesem Ende auf den Kontaktfinger 12. Der Kontaktfinger 12 ist beispielsweise aus Metalliamellenstapeln aufgebaut und damit elastisch verformbar. Der Kontaktfinger 12 kann aber genauso gut einstückig geformt sein und eine Elastizität aufweisen. Figur 2b zeigt die Kontakteinheit 10, 20 nachdem ihr Wärme zugeführt wurde. Auf Grund der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der zwei Metalle der Bimetallfeder 14, kommt es zur Formänderung in der Feder 14. Der gebogene Bereich der Feder 14 wird aufgeweitet und erhöht damit die Federkraft, mit welcher die Feder 14 den Kontaktfinger 12 drückt auf einen nicht dargestellten Gegenkontakt drückt. Bei Abgabe der aufgenommenen Wärme der Kontakteinheit 10, 20 verringert sich die Federkraft der Bimetallfeder 14 und Kontaktfinger 12 und Feder 14 kehren in ihren Ausgangszustand, wie in Fig.2a dargestellt, zurück.Somit zeichnet sich die in Fig. 2a, 2b dargestellte Kontakteinheit 10 dadurch aus, dass das Mittel 14, welches eine Bimetallfeder ist, einen thermischen Ausdehnungseffekt aufweist, der zu einer Erhöhung der Kontaktkraft führt.
• Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Kontakteinheit 10, 20 bei welcher der selbst federnde Kontaktfinger 18 aus Bimetall ist. Somit sind beide Funktionen, die des elektrischen Kontaktierens und die der Erhöhung der Kontaktkraft durch eine Bimetallfeder in dem einzigen Element, dem Kontaktfinger 18 vereinigt. Der Bimetallkontaktfinger 18 ist somit selbst ein Mittel zur Erhöhung der Kontaktkraft. Wird der selbst federnde Kontaktfinger 18 als einseitig eingespannter Balken angesehen, lassen sich auf einfache Weise die wirkende Kraft F des Fingers sowie seine Auslenkung s aus der Ruhelage für eine gegebene Geometrie berechen. Die Auslenkung s des Fingers aus der Ruhrlage ergibt sich auf Grund unterschiedlicher thermischen Ausdehnung im Bimetall wie folgt: $$L=L_0\left(1+\alpha \cdot \mathrm{\Delta }T\right)=L_0+s,$$

  

  
  wobei α der Ausdehnungskoeffizient für z.B. Kupfer, Aluminium-Bronze, und Zink ist: $${\mathrm{\alpha }}_{\mathrm{Cu}}\mathrm{=}\mathrm{16.5}{\mathrm{10}}^{\mathrm{-}\mathrm{6}}\mathrm{1}\mathrm{/}\mathrm{K}$$

  

  $${\mathrm{\alpha }}_{\mathrm{Al}-\mathrm{Bronze}}\mathrm{=}\mathrm{24.0}{\mathrm{10}}^{\mathrm{-}\mathrm{6}}\mathrm{1}\mathrm{/}\mathrm{K}$$

  

  $${\mathrm{\alpha }}_{\mathrm{Zn}}\mathrm{=}\mathrm{30.2}{\mathrm{10}}^{\mathrm{-}\mathrm{6}}\mathrm{1}\mathrm{/}\mathrm{K}$$

  

  
  und L₀ die Länge des Bimetallbalkens sowie ΔT seine Temperaturdifferenz. Mit Werten für ΔT =60 K und L₀ = 72mm ergibt sich für die Längenänderung L bzw. die Auslenkung s des Balkens: $$L_{\mathit{Cu}}=72\mathit{mm}\left(1+16\frac{1}{K}\cdot {10}^{-6}.60K\right)=72\mathrm{mm}+0.07\mathrm{mm}$$

  

  $$L_{\mathit{Al}\mathit{-}\mathit{Bronze}}=72\mathit{mm}\left(1+24\frac{1}{K}\cdot {10}^{-6}.60K\right)=72\mathrm{mm}+0.10\mathrm{mm}$$

  

  $$L_{\mathit{Zn}}=72\mathit{mm}\left(1+30.2\frac{1}{K}\cdot {10}^{-6}.60K\right)=72\mathrm{mm}+0.13\mathrm{mm}$$

  
• Die wirkende Kraft F auf den einseitig gespannten Bimetallbalken wie in Figur 3 dargestellt, ergibt sich aus dem Produkt seines Elastizitätsmoduls E mit dem axialen Flächenträgheitsmoment J_a und seiner Auslenkung s, sowie dem Quotienten aus seiner Länge L₀: $$F=\frac{8{\mathit{EJ}}_a}{{L_0}^3}\cdot s$$

  
• Als Flächenträgheitsmoment Ja für eine rechteckige Geometrie des Fingers ergibt sich: $$J_a=\frac{{\mathit{bh}}^3}{12}{J}_a=\frac{2.5\mathit{mm}\cdot {\left(10\mathit{mm}\right)}^3}{12}=208{\mathrm{mm}}^4$$

  
• Für die Elastitizitätsmodule wurden die folgenden Werte angenommen: $${\mathrm{E}}_{\mathrm{Cu}}\mathrm{=}\mathrm{11.2}\mathrm{*}{\mathrm{10}}^{\mathrm{10}}\mathrm{Pa}$$

  

  $${\mathrm{E}}_{\mathrm{Zn}}\mathrm{=}\mathrm{5}\mathrm{*}{\mathrm{10}}^{\mathrm{10}}\mathrm{Pa}$$

  
• Mit einem daraus folgenden Mittelwert von Pa = 8*10⁴ N/mm² ergibt sich für ein Cu-Zn Bimetall bei einem Temperaturunterschied von 60 K eine Kraft von: $$F=\frac{8\cdot 8\cdot {10}^{4}N\cdot 208{\mathit{mm}}^4}{{\left(72\mathit{mm}\right)}^3{\mathit{mm}}^2}\cdot 0.06\mathit{mm}=21.4N$$

  
• Im Vergleich dazu beträgt die reine Federkraft ohne Berücksichtigung eines Bimetalleffektes für einen einseitig eingespannten Kontaktfinger und unter Berücksichtigung der vorgenannten Parameter 34 N.
  Somit lässt sich mit einem einseitig eingespannten Kontaktfinger 12, 18, welcher aus Bimetall ist und die oben genannten Parameter hat, im Vergleich zu einem Kontaktfinger ohne Bimetalleffekt die Anpresskraft des Fingers um über 50% erhöhen bzw erniedrigen, wenn der Finger einen Temperaturunterschied von 60 K erfährt.
• Für einen Kontaktfinger 12, der mittels einer beidseitig aufliegenden Bimetallfeder 14, wie in Figur 6 dargestellt, unterstützt wird, berechnet sich die in der Mitte des Fingers wirkende Kraft wie folgt: $$F=0.5\cdot \frac{77{\mathit{EJ}}_a}{l^3}\cdot s$$

  
• Unter Berücksichtung der vorhergehend angenommenen Parameter ergibt sich somit für die auf den Gegenkontakt, wirkende Kraft: $$F=0.5\cdot \frac{77\cdot 8\cdot {10}^{4}N\cdot 208{\mathit{mm}}^4}{{\left(72\mathit{mm}\right)}^3{\mathit{mm}}^2}\cdot 0.06\mathit{mm}=103N\mathrm{.}$$

  
• Somit ist die durch den Kontaktfinger 12 und die Bimetallfeder 14 hervorgerufene Anpresskraft F im Vergleich zu einem Kontaktfinger mit Federwirkung aber ohne zusätzliche Kraft verursacht durch das Bimetall, um mehr als 300% erhöht.
• Figur 7 zeigt ein Kraft -Temperatur Diagramm mit den berechneten Kraft - Kontakttemperatur Kurven für einen einseitig eingespannten Kupfer-Bronze Bimetallkontaktfinger und einen Kupfer-Zink Bimetallkontaktfinger.
• In einer weiteren Ausführungsform nicht dargestellt, sind die Mittel zur Erhöhung der Kontaktkraft das Federelement 14 und das selbst federnde Kontaktelement 18, diejenigen Mittel, welche zum Anpressen des ersten Kontakteinheit 10 an die zweite Kontakteinheit 20 dienen. Sowohl das Federelement 14 als auch das Kontaktelement 18 weisen dabei einen Bimetalleffekt auf. In anderen Ausführungsformen wird zur Erhöhung der Kontaktkraft das Federelement 14 und das selbst federnde Kontaktelement 18 nicht vollständig sondern nur teilweise aus Bimetall gefertigt, d.h. nur ein Abschnitt des Federelementes und/ oder des Kontaktelementes sind aus Bimetall.
  Eine Erhöhung der Kontaktkraft mit steigender Temperatur kann aber auch dadurch erreicht werden, dass auf das federnde Kontaktelement 17 und/oder auf das Federelement 12 Material mit geeignetem Ausdehnungskoeffizienten aufgebracht wird, so das mittels dem Aufbringen ein Bimetalleffekt erzielt wird.
• Das in Figur Fig. 4 dargestellte erfindungsgemässe Kontaktsystem 1 eines elektrischen Schaltgerätes ist das Kontaktsystem 1 für jeweils einen Schalterpol eines Generatorschalters. Das Trenner-Kontaktsystem 1 weist eine zylinderförmige Kontakteinheit 10 und eine als zylinderförmigen Gegenkontakt ausgebildete Kontakteinheit 20 auf, welche axial auf der Längsachse A angeordnet sind. Der elektrische Kontakt zur Gegenkontakteinheit 20 wird über die Kontaktfinger 12 der Kontakteinheit 10 hergestellt, welche ringförmig auf der Mantelfläche der Kontakteinheit 10 angeordnet und durch Schraubverbindungen 19 befestigt sind. Zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit ist die Kontaktfläche 23 der Gegenkontakteinheit 20 mit Silber beschichtet. Im Betrieb des Generatorschalters ist das Kontaktsystem 1 geschlossen und die Kontaktfinger 12 befinden sich in elektrischem Kontakt mit der Kontakteinheit 20, wofür die Kontaktfinger 12 auf die Kontaktfläche 23 der Kontakteinheit 20 geschoben werden. Die Bimetallfedern 14 der Kontaktfinger 12 üben dabei eine Anpresskraft auf, mit der die Kontaktfinger 12 auf die Kontaktfläche 23 der Gegenkontakteinheit 20 drücken. Im Betrieb des Generatorschalters wird die Kontaktkraft der Bimetallfeder 14 dadurch erhöht, dass sich das Kontaktsystem 1 durch den Stromfluss in den Kontakteinheiten 10, 20 und auf Grund des Kontaktwiderstandes zwischen den Kontakteinheiten 10, 20 erwärmt. Die erhöhte Anpresskraft führt wiederum zu einer besseren elektrischen Leitfähigkeit, also einer Verringerung des Kontaktwiderstandes zwischen beiden Kontakteinheiten 10, 20 und damit zu einem Absinken der Temperatur im Kontaktsystem 1. Das Kontaktsystem 1 nimmt dadurch einen stabileren Betriebszustand ein, es stabilisiert sich selbsttätig.
  Weiterhin tritt an den Kontaktflächen 16, 23 ein Selbstheilungsprozess auf. Dieser Selbstheilungsprozess besteht darin, dass die durch Oxidation oder durch Alterungseffekte hervorgerufene Vergrösserung des Kontaktwiderstandes selbsttätig erniedrigt wird. Auf Grund des erhöhten Kontaktwiderstandes an den Kontaktflächen 16, 23 kommt es zu einem Temperaturanstieg in den Kontakteinheiten 10, 20 und damit zu einer erhöhten Anpresskraft der Kontaktfinger 1 2 auf die Kontakteinheit 20. Die erhöhte Anpresskraft wiederum verbessert den elektrischen Kontakt zwischen den Kontaktflächen 16, 23 und verringert somit den Kontaktwiderstand. Diese als Selbstheilungseffekt zu verstehende Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit an den Kontaktflächen 16, 23 führt somit ebenfalls zu stabileren Betriebsbedingungen des Kontaktsystems 1.
• Bei der in Figur 5 dargestellten Ausführungsform wird sowohl für die Kontakteinheit 10 als auch für die Gegenkontakteinheit 20 ein mit einer Bimetallfeder 14, 22 versehener Fingerkontakt 12, 21 zur elektrischen Kontaktierung verwendet. Im Unterschied zu der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform rührt ein durch die Bimetallfeder hervorgerufene Erhöhung der Anpresskraft also von beiden Bimetallfedern 14 und 22 her, so dass sich die Federkräfte beider Federn 14, 22 addieren.
  Figur 6 zeigt das Nennstromkontaktsystem 1 eines Generatorschalters mit einer zylinderförmigen Kontakteinheit 10, einer zylinderförmigen Gegenkontakteinheit 20 sowie einer Mehrzahl Kontaktfinger 12 welche ringförmig um die Kontakteinheit 20 angeordnet sind und durch Bimetallfedern 14 in der umlaufenden Ausnehmung 25 gehalten werden. Jeder Kontaktfinger 12 weist eine Bimetallfeder 14 auf. Die Bimetallfedern 14 liegen beidseitig in der Ausnehmung 25 auf und sind derart geformt, dass ein Vorsprung in der Mitte der Federn 14 in eine Aussparung 26 der Kontaktfinger 12 eingreift. Das punktuelle Ineinandergreifen von Feder 14 und Kontaktfinger 12 gestattet eine Kippenbewegung des Kontaktfingers 12 um seine Befestigungsstelle. Im geschlossenen Zustand des Schalters liegt je ein Ende des Kontaktfingers 12 auf der Kontakteinheit 10 bzw. auf der Gegenköntakteinheit 20 auf. Bei Erwärmung des Kontaktsystems 1 und damit der Erwärmung der Bimetallfedern 14 bewirkt der Bimetalleffekt in den Federn 14 eine Erhöhung der Kontaktkraft zwischen Kontaktfingern 12 und Kontakteinheiten 10, 20.
  Die gezeigten Ausführungsformen können weiter variiert werden, ohne dass der in den Ansprüchen definierte Schutzumfang verlassen wird.
  Beispielweise können der Kontaktfinger 12 und die Bimetallfeder 14 in Figur 6 auch aus einem Stück bestehen und weisen die Eigenschaften einer Bimetallfeder auf. Weiterhin ist es nicht notwendig, dass die Federelemente 14 oder der Kontaktfinger 12, 18 aus Bimetall bestehen. Sowohl Kontaktfinger 12, 18 als auch Federelemente 14 können aus einem Nichtmetall oder sonstigen Verbundwerkstoff bestehen, welches einen Bimetalleffekt aufweist.
Bezugszeichenliste

1

Kontaktsystem

10

Kontakteinheit

12, 21

Kontaktfinger, Kontaktelement

13, 22

Feder, Blattfeder, Federelement

14

Bimetallfeder

15

Dehnungskörper

16, 23, 27

Kontaktfläche

18

Bimetallkontaktfinger

19

Schraubverbindung

20

Kontakteinheit, Gegenkontakteinheit

25

Ausnehmung

26

Aussparung

A

Achse

Claims (12)

1. Elektrisches Kontaktsystem (1) eines elektrisches Schaltgerätes mit einer ersten Kontakteinheit (10) und einer zweiten Kontakteinheit (20), wobei zwischen der ersten (10) und der zweiten (20) Kontakteinheit bei elektrischem Kontakt eine Kontaktkraft wirkt, wobei Mittel (13,14,15,18) zur Ausübung der Kontaktkraft vorhanden sind, und wobei die erste Kontakteinheit (10) von der zweiten Kontakteinheit (20) trennbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (14,15,18) einen thermischen Ausdehnungseffekt aufweisen, welcher eine Erhöhung der Kontaktkraft mit steigender Temperatur der Mittel (14,15,18) bewirkt.
2. Elektrisches Kontaktsystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der thermische Ausdehnungseffekt ein Bimetalleffekt ist.
3. Elektrisches Kontaktsystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die bimetalleffektaufweisenden Mittel (13,14;1 5,18) Bimetalle sind.
4. Elektrisches Kontaktsystem (1) nach einem der Ansprüche 2-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (13,15;14,18) zur Erhöhung der Kontaktkraft ein den thermischen Ausdehnungseffekt aufweisendes Bimetallfederelement (14) zum Anpressen eines ersten Kontaktelementes (12) der ersten Kontakteinheit (10) an eine zweite Kontakteinheit (20) umfassen.
5. Elektrisches Kontaktsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (13,14;15,18) zur Erhöhung der Kontaktkraft ein selbst federndes, den thermischen Ausdehnungseffekt aufweisendes Kontaktelement (18), insbesondere ein Bimetallkontaktelement (18), der Kontakteinheit (10, 20) umfassen.
6. Elektrisches Kontaktsystem (1) nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (13,14;15,18) zur Erhöhung der Kontaktkraft sowohl das Federelement (14) gemäss Anspruch 4 als auch das selbst federnde Kontaktelement (18) gemäss Anspruch 5 umfassen.
7. Elektrisches Kontaktsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (13,14;15,18) zur Erhöhung der Kontaktkraft an der ersten Kontakteinheit (10) und an der zweiten Kontakteinheit (20) vorgesehen sind.
8. Elektrisches Kontaktsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (13,14;1 5,18) zur Erhöhung der Kontaktkraft an jedem Kontaktelement (12) der ersten Kontakteinheit (10) und /oder der zweiten Kontakteinheit (20) vorgesehen sind.
9. Elektrisches Kontaktsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakteinheiten (10,20) Nennstromkontakteinheiten und/oder Abbrandkontakteinheiten sind.
10. Elektrisches Kontaktsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf ein selbstfederndes Kontaktelement (18) und/ oder auf ein Federlement (13) der Kontakteinheit (10,20) Bimetall aufgebracht ist.
11. Elektrisches Kontaktsystem (1) nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, dass ein selbstfederndes Bimetallkontaktelement (18) oder ein Bimetallfederelement (14;13,15) der Kontakteinheit (10,20) teilweise oder ganz aus Bimetall besteht.
12. Elektrisches Schaltgerät, insbesondere Leistungsschalter, umfassend ein elektrisches Kontaktsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

Images