SE463995B

SE463995B - Electrical contact unit, particularly an electrical current breaker

Info

Publication number: SE463995B
Application number: SE8902312A
Authority: SE
Inventors: Leif Naeslund
Original assignee: Leif Naeslund
Priority date: 1989-06-27
Filing date: 1989-06-27
Publication date: 1991-02-18
Also published as: SE8902312D0; SE8902312L

Abstract

The invention concerns an electrical contact unit, particularly an electrical current breaker, comprising a first and a second contact which are arranged to be able to be moved towards and away from each other in order to make or break the power circuit. It is characteristic of the invention that one contact 1 comprises a base part 3 and at least one contact device 5 in electrical contact with the base part, that the said contact device is arranged to be brought into electrical and mechanical contact with the second contact 2 for making of the power circuit, and that the said contact device 5 is fixed relative to the second contact 2, when the power circuit has been made but at the same time is arranged to be able to move relative to the base part 3 of the first contact 1. <IMAGE>

Description

463 995 10 15 20 25 30 35 heten är sluten. Ännu ett syfte är att åstadkomma minsta möjliga rela- tiva rörelse mellan kontaktytorna vid slutning och brytning av kontak- ten. Syftet är med andra ord att åstadkomma en statisk kontaktpunkt, där strömmen skall överföras. Uppfinningen har utvecklats speciellt för starkströmsbrytare, men uppfinningens principer är inte begränsade till detta område utan kan utnyttjas även för lägre strömmar och spän- ningar liksom även inom mikroelektroniken. 463 995 10 15 20 25 30 35 is closed. Another purpose is to achieve the least possible relative movement between the contact surfaces when closing and breaking the contact. In other words, the purpose is to provide a static contact point, where the current is to be transmitted. The invention has been developed especially for high-voltage switches, but the principles of the invention are not limited to this area but can also be used for lower currents and voltages as well as in microelectronics.

Dessa och andra syften kan uppnås därigenom att nämnda kontaktdon utgörs av vippor, som åtminstone delvis består av elektriskt ledande material och uppvisar en första kontaktyta, att den andra kontakten uppvisar en andra kontaktyta, att vipporna även uppvisar en anslagsdel med en anslagsyta som inte utgörs av nämnda första kontaktyta, att nämnda andra kontakt är anordnad att genom relativ rörelse mellan kontakterna anpressas mot vippornas anslagsdel, så att vipporna slår över från ett viloläge, där kontakt inte förekommer mellan nämnda första och andra kontaktytor, till funktionsläge, i vilket nämnda första och andra kontaktytor fast anligger mot varandra utan möjlighet att kunna röra sig relativt varandra, medan det system som består av den andra kontakten och nämnda vippor i kontakt med nämnda andra kontakt däremot kan röra sig i alla riktningar relativt den första kontaktens basdel, som är i kontakt med vipporna via flexibla, elektriskt ledande förbindningar mellan vipporna och basdelen.These and other objects can be achieved in that said connectors consist of rockers, which at least partly consist of electrically conductive material and have a first contact surface, that the second contact has a second contact surface, that the rockers also have a stop part with a stop surface which does not consist of said first contact surface, that said second contact is arranged to be pressed against the abutment part of the rockers by relative movement between the contacts, so that the rockers switch from a rest position, where contact does not occur between said first and second contact surfaces, to operating position, in which said first and second contact surfaces firmly abut each other without the possibility of being able to move relative to each other, while the system consisting of the second contact and said flip-flops in contact with said second contact can, on the other hand, move in all directions relative to the base part of the first contact, which is in contact with the lashes via flexible, electrically conductive connections between the lashes and the base elen.

Företrädesvis utgörs den första kontakten av en honkontakt och den andra kontakten av en hankontakt, men även det omvända förhållandet är i och för sig möjligt, om en flexibel, elektriskt ledande förbindning anordnas mellan den första kontaktens kontaktdon och basdel.Preferably, the first contact consists of a female contact and the second contact of a male contact, but also the reverse relationship is per se possible, if a flexible, electrically conductive connection is arranged between the connector and the base part of the first contact.

Ytterligare kännetecken och aspekter på samt fördelar med uppfinningen kommer att framgå av patentkraven samt av följande beskrivning av en föredragen utföringsform.Further features and aspects of and advantages of the invention will be apparent from the claims and from the following description of a preferred embodiment.

KORT FIGURBESKRIVNING I den följande beskrivningen av en föredragen utföringsform kommer att hänvisas till bifogade ritningsfigurer, av vilka 10 15 20 25 30 35 465 995 Fig. 1 utgör en vy I-I i Fig. 2 av den första kontakten som enligt utföringsformen utgörs av en honkontakt, och Fig. 2 utgör ett axiellt snitt genom strömbrytaren, varvid den övre halvan av snittet visar strömbrytaren i icke kontaktläge, dvs i frånslaget läge, och den undre halvan visar strömbrytaren i kontaktläge, dvs i tillslaget läge.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In the following description of a preferred embodiment, reference will be made to the accompanying drawing figures, of which Fig. 1 is a view II in Fig. 2 of the first contact which according to the embodiment consists of a female contact, and Fig. 2 is an axial section through the switch, the upper half of the section showing the switch in non-contact position, ie in the off position, and the lower half shows the switch in contact position, ie in the on position.

BESKRIVNING AV FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM Strömbrytaren innefattar en första kontakt 1, som utgör en honkontakt, och en andra kontakt 2, som utgör en hankontakt.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT The switch comprises a first contact 1, which constitutes a female contact, and a second contact 2, which constitutes a male contact.

Honkontakten 1 består av en ringformad basdel 3 av elektriskt ledande material med en basplatta 4, som företrädesvis också består av ledande material, tolv stycken kontaktdon 5 av elektriskt ledande material, anordnade i ringform omkring brytarens centrumaxel, och mellan varje kontaktdon 5 och basdelen 1 en elektriskt ledande lits 6, exempelvis en metalltrådsfläta.The female contact 1 consists of an annular base part 3 of electrically conductive material with a base plate 4, which preferably also consists of conductive material, twelve connectors 5 of electrically conductive material, arranged in an annular shape around the center axis of the switch, and between each connector 5 and the base part 1 a electrically conductive lits 6, for example a metal wire braid.

I basdelens 1 främre del finns en förträngd öppning 7, i vilken han- kontakten 2 är anordnad att kunna införas. Öppningen 7 begränsas av en ring 8 av elektriskt icke ledande, lämpligen refraktärt material, exempelvis porslin, Teflon eller motsvarande. Innanför ringen 8 upp- visar basdelen 1 en ringformad klack 10. Honkontakten 1 innefattar vidare en klämring 11 med ett ringformat utskott eller tunga 12 anord- nad att anpressas mot kontaktdonet 5 med hjälp av en skruvlindad tryckfjäder 13 anordnad mellan basplattan 4 och klämringen 11.In the front part of the base part 1 there is a narrowed opening 7, into which the male contact 2 is arranged to be able to be inserted. The opening 7 is limited by a ring 8 of electrically non-conductive, preferably refractory material, for example porcelain, Teflon or the like. Inside the ring 8 the base part 1 has an annular lug 10. The female contact 1 further comprises a clamping ring 11 with an annular projection or tongue 12 arranged to be pressed against the connector 5 by means of a helically wound compression spring 13 arranged between the base plate 4 and the clamping ring 11.

De tolv kontaktdonen 5 är identiskt utformade och har formen av en vippa eller tvåarmad hävstång. Varje sådan vippa 5 uppvisar sålunda en längre arm 15 benämnd anslagsarm, som sträcker sig radiellt inåt och något framåt mot hankontakten 2, och en kortare arm 16 benämnd kon- taktarm, som sträcker sig huvudsakligen axiellt framåt mot honkontak- tens yttre del. Kontaktdonen 5 avsmalnar vidare mot brytarens centrum, så att de i en ändvy har formen av cirkelsegment. På utsidan av varje kontaktarm 16, på ett mindre utskott 18, finns en anslagsyta 17 anord- nad att kunna samverka med klacken 10 på honkontaktens basdel. Värdera 465 995 lO 15 20 25 30 35 litsen 6 är anordnad mellan nämnda utskott 18 och basdelen 1.The twelve connectors 5 are identically designed and have the shape of a rocker or two-armed lever. Each rocker 5 thus has a longer arm 15 called abutment arm, which extends radially inwards and slightly forward towards the male contact 2, and a shorter arm 16 called contact arm, which extends substantially axially forward towards the outer part of the female contact. The connectors 5 further taper towards the center of the switch, so that in an end view they have the shape of circular segments. On the outside of each contact arm 16, on a smaller projection 18, there is a stop surface 17 arranged to be able to cooperate with the lug 10 on the base part of the female contact. The 46 is arranged between said projection 18 and the base part 1.

På baksidan av kontaktdonet eller vippan 5, i vinkeln mellan anslags- armen 15 och kontaktarmen 16, finns ett rundat spår 19 för tungan 12 på klämringen ll. En främre, yttre yta på kontaktarmarna 16 har be- tecknats 20 och en ringformad yta på klacken 10 på honkontaktens bas- del har betecknats 21. Tillsammans bildar ytorna 20 på de tolv vip- porna 5 en pendang till den ringformade ytan 21. Ytan på kontaktarmens 16 inre sida har betecknats 22. Dessa ytor 22 utgör honkontaktens 1 kontaktytor och är försilvrade.On the back of the connector or rocker 5, at an angle between the stop arm 15 and the contact arm 16, there is a rounded groove 19 for the tongue 12 on the clamping ring 11. A front, outer surface of the contact arms 16 has been designated 20 and an annular surface of the lug 10 on the base of the female contact has been designated 21. Together the surfaces 20 of the twelve flip-flops 5 form a pendang to the annular surface 21. The surface of the inner side of the contact arm 16 has been designated 22. These surfaces 22 constitute the contact surfaces of the female contact 1 and are silver-plated.

Hankontakten 2 utgörs av en cylindrisk metallstav, som i sin främre ände är försedd med en infälld bricka 24 av keramiskt, elektriskt isolerande material. Brickan 24 uppvisar en anslagsyta 25, avsedd att kunna samverka med framsidan på anslagsarmarna 15 på kontaktdonen 5.The male contact 2 consists of a cylindrical metal rod, which at its front end is provided with a recessed washer 24 of ceramic, electrically insulating material. The washer 24 has a stop surface 25, intended to be able to cooperate with the front side of the stop arms 15 on the connectors 5.

En försilvrad, ringformad, runtomgående kontaktyta 26 på hankontaktens 2 utsida är avsedd att bringas i kontakt med kontaktytorna 22 på kon- taktdonen 5.A silver-plated, annular, circumferential contact surface 26 on the outside of the male contact 2 is intended to be brought into contact with the contact surfaces 22 on the contactors 5.

Den ovan beskrivna brytaren fungerar på följande sätt. Det antas att brytaren inledningsvis är frånslagen, såsom visas i den övre delen i Fig. 2. Kontaktdonens/vippornas 5 kontaktarmar anpressas med sina ytor 20 mot den ringformade ytan 21 på honkontaktens 1 klack 10. Anpress- ningen sker med hjälp av fjädern 13, som trycker mot baksidan på kläm- ringen ll. Anslagsarmarna 15 pekar härvid radiellt inåt och något fra- måt mot hankontakten 2. Då brytaren skall slås till, förs hankontakten 2 in i honkontakten 1, så att den isolerade brickans 24 anslagsyta 25 anpressas mot framsidan på anslagsarmarna 15. Vid fortsatt rörelse av hankontakten 2 in i honkontakten 1 kommer fjädern 13 att pressas sam- man. Samtidigt vrids vipporna 5 omkring tungan 12 på klämringen 11 i spåren 19. Vipporna slår härvid över från kontakt mellan ytorna 20 och 21 till kontakt mellan kontaktytorna 22 på vipporna 5 och kontaktytan 26 på hankontakten 2. Brytaren är därmed tillslagen genom att en elek- trisk krets slutits mellan honkontaktens 1 basdel 3 och hankontakten 2 via litsarna 6, kontaktdonen/vipporna 5 och kontaktytorna 22, 26.The switch described above works as follows. It is assumed that the switch is initially switched off, as shown in the upper part in Fig. 2. The contact arms of the connectors / flip-flops 5 are pressed with their surfaces 20 against the annular surface 21 on the lug 10 of the female contact 1. The pressing takes place by means of the spring 13. which presses against the back of the clamping ring ll. The stop arms 15 point radially inwards and slightly away from the male contact 2. When the switch is to be switched on, the male contact 2 is inserted into the female contact 1, so that the abutment surface 25 of the insulated tray 24 is pressed against the front of the stop arms 15. When the male contact 2 continues to move into the female contact 1, the spring 13 will be pressed together. At the same time, the rockers 5 are rotated around the tongue 12 on the clamping ring 11 in the grooves 19. The rockers switch from contact between the surfaces 20 and 21 to contact between the contact surfaces 22 on the rockers 5 and the contact surface 26 on the male contact 2. The switch is thus switched on by an electric circuit is closed between the base part 3 of the female contact 1 and the male contact 2 via the lugs 6, the connectors / flip-flops 5 and the contact surfaces 22, 26.

Om honkontaktens 1 basdel och hankontakten 2 i den slutna strömbryta- 10 15 20 25 30 35 465 995 ren skulle röra sig relativt varandra, så upptas dessa rörelser helt av fjädern 13, medan kontaktytorna 22 och 26 förblir helt orörliga relativt varandra. Den elektriska förbindelsen säkerställs samtidigt via de flexibla litsarna 6.If the base part of the female contact 1 and the male contact 2 in the closed switch were to move relative to each other, these movements are completely absorbed by the spring 13, while the contact surfaces 22 and 26 remain completely immobile relative to each other. The electrical connection is ensured at the same time via the flexible bits 6.

Då brytaren skall slås från, förfares på motsatt sätt. Hankontakten 2 dras ut ur honkontakten 1. Kontaktdonen/vipporna 5 följer med i denna rörelse under inverkan av fjädern 13, till dess utskotten 18 med anslagsytorna 17 stöter emot den ringformade klacken 10 i yttre delen av honkontaktens l basdel 3. Hankontakten 2 fortsätter därefter sin rörelse ut ur honkontakten 1, varvid kontakten mellan kontaktytorna 22 och 26 bryts, och vipporna 5 vrids till sina utgångslägen med hjälp av fjädern 13, så att ytorna 20 åter bringas att anligga mot den ringfor- made ytan 21 på klacken 10.When the switch is to be switched off, proceed in the opposite way. The male contact 2 is pulled out of the female contact 1. The connectors / flip-flops 5 follow in this movement under the influence of the spring 13, until the projections 18 with the abutment surfaces 17 abut the annular lug 10 in the outer part of the female part 1 base part 3. The male contact 2 then continues its movement out of the female contact 1, whereby the contact between the contact surfaces 22 and 26 is broken, and the rockers 5 are rotated to their initial positions by means of the spring 13, so that the surfaces 20 are again brought into abutment against the annular surface 21 on the lug 10.

I brytarens tillslagna läge är kontaktdonen 5 sålunda fast inspända i tre punkter, nämligen genom kontakt mellan kontaktytorna 22 och 26, mellan anslagsarmarna 15 och den isolerade brickan 24 samt mellan klämringens ll tunga 12 och spåret 19. I frånslaget läge ligger vip- porna 5 inspända mellan klämringens ll tunga 12 i spåret 19 och klackens 10 yta 21.In the switched-on position of the switch, the connectors 5 are thus fixedly clamped at three points, namely by contact between the contact surfaces 22 and 26, between the stop arms 15 and the insulated washer 24 and between the tongue 12 of the clamping ring 11 and the groove 19. In the switched-off position the flip-flops 5 are clamped between the tongue 12 of the clamping ring 11 in the groove 19 and the surface 21 of the lug 10.

Brytaren kan kompletteras med don för att släcka ljusbågar mellan kon- takterna enligt i och för sig kända principer, som utnyttjar luft- tryck, olja eller motsvarande.The switch can be supplemented with a device for extinguishing arcs between the contacts according to per se known principles, which utilize air pressure, oil or the like.

Claims

465 995 10 15 20 25 30 35 PATENT REQUIREMENTS

An electrical contact assembly, in particular an electrical switch, comprising a first (1) and a second (2) contact, which are arranged to be able to be moved towards and away from each other to stop and disconnect a circuit, respectively, wherein one contact ( 1) comprises a base part (3) and a plurality of connectors (5) in electrical contact with the base part, which connectors are arranged to be brought into electrical and mechanical contact with the second contact (2) at the closing of the circuit, characterized in that said connectors (5) consist of flip-flops, which at least partly consist of electrically conductive material and have a first contact surface (22), that the second contact (2) has a second contact surface (26), that the flip-flops (5) also have a stop part ( 15) with a stop surface which does not constitute said first contact surface, that said second contact (2) is arranged to be pressed against the stop part of the switches by relative movement between the contacts, so that the switches switch over from a rest position, where co no contact occurs between said first and second contact surfaces (22, 26), to the operating position, in which said first and second contact surfaces (22, 26) firmly abut each other without the possibility of being able to move relative to each other, while the system consisting of of the second contact and said flip-flops in contact with said second contact, on the other hand, can move in all directions relative to the base part (3) of the first contact (1), which is in contact with the flip-flops via flexible, electrically conductive connections (6) between the rockers (5) and the base part (3).

Device according to claim 1, characterized in that the first contact consists of a female contact (1) and the second contact of a male contact (2).

Device according to one of Claims 1 and 2, characterized in that the flip-flops (5) are arranged in a ring which is concentric with the center axis of the switch.

Device according to claim 3, characterized in that the flip-flops in the switched-on position of the unit abut with their sides substantially against each other, and that the flip-flops viewed in the axial direction have the essential shape of circular sectors.

Device according to one of Claims 1 to 4, characterized in that a spring (13) arranged in the female contact 1 is arranged to press a contact arm (16) on the wipers (5) against a portion of the female contact in the switched-off position of the switch and that press the contact arm (16) against the male contact in the switched - on position of the switch.

Device according to any one of claims 1-5, characterized in that the male contact (2) with its front part is arranged to be pressed against a stop arm (15) on said flip-flops, when the switch is switched on or switched on, respectively.

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that said spring is arranged to press said flip-flops against either the male contact (2) or against a part of the female contact via an annular, floating stored element (II), which abuts against a center of rotation (19) between the stop arm and the contact arm on said flip-flops.