DE3236495C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Trennkontaktanordnung für ausfahr­ bare elektrische Schaltgeräte zur Verbindung sich einander mit ihren Stirnseiten gegenüberstehenden Leitern, die folgende Merkmale aufweist:

• a) zwei beidseitig der Leiter angreifende Gruppen von brücken­ artigen Kontaktlamellen,
• b) zwischen den Kontaktlamellen angeordnete Abstandsglieder,
• c) je eine einstückige Blattfeder zur Aufbringung einer Kon­ taktkraft an jeder Gruppe der Kontaktlamellen mit einem mitt­ leren Steg und hiervon ausgehenden Armen für je eine Kontakt­ lamelle und
• d) einen Halter zur Aufnahme der Kontaktlamellen, der Blatt­ federn und der Abstandsglieder.

Eine Trennkontaktanordnung dieser Art ist durch die GB-PS 15 98 251 bekanntgeworden. Die Kontaktlamellen werden hierbei gemeinsam mit den zwischen sie eingelegten Abstands­ stücken von einem Bolzen durchsetzt, der an seinen Enden in Seitenteile eines Halters eingreift. Die Blattfedern stützen sich an jeweils einem weiteren Bolzen ab, der mit seinen En­ den gleichfalls in Öffnungen der Seitenwände des Halters ein­ greift. Über die Bolzen, welche die Kontaktlamellen und die Abstandsstücke durchsetzen, werden die Kräfte auf den Halter übertragen, die auf die Kontaktlamellen beim Aufschieben der Trennkontaktanordnung auf einen Leiter ausgeübt werden. Diese Kräfte hängen über die benötigte Andruckkraft von der Strom­ tragfähigkeit ab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Trennkontakt­ anordnung der genannten Art so auszubilden, daß sie bei wirt­ schaftlicher Herstellbarkeit den bei einer hohen geforderten Stromtragfähigkeit auftretenden Verformungskräften gewachsen ist.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Trennkontakt­ anordnung der eingangs genannten Art durch folgende weitere Merkmale gelöst:

• e) die Abstandsglieder sind für jede Gruppe der Kontaktla­ mellen als einstückiges Bauteil mit zwei Reihen zwischen die Kontaktlamellen greifender Arme ausgebildet,
• f) jedes Abstandsglied besitzt ein Mittelstück von etwa U- förmigem Querschnitt mit Fortsätzen zum Eingreifen in ent­ sprechende Öffnungen des Halters,
• g) die Arme jedes Abstandsgliedes gehen von den Schenkeln des Mittelstückes aus und stehen unter einem spitzen Winkel zu den Schenkeln nach außen und
• h) jede Kontaktlamelle umgreift mit einer Ausnehmung den Mittelteil des zugeordneten Abstandsgliedes.

Hierbei hat das Abstandsglied die Eigenschaft, die Führung der Kontaktlamellen gegenüber den beim Aufschieben auf einen Leiter auftretenden Kräften zu übernehmen und zugleich die Lage der Kontaktlamellen innerhalb des Halters zu gewähr­ leisten.

Als vorteilhaft erweist es sich, die Ausnehmung so zu gestalten, daß sie seitlich und an ihrem Boden von konvexen Wandungsflächen begrenzt ist, um eine Schwenkbewegung der Kontaktlamellen zu ermöglichen und die Tiefe der Ausnehmung entsprechend einer zulässigen Durchbiegung der Federglieder zu bemessen. Die Kontaktlamellen können sich dann in beträchtlichem Maße an unterschiedliche Stellungen der Leiter anpassen, weil sowohl die Kontaktlamellen als auch die Federglieder schwenkbar sind. Dennoch können die Federglieder nicht beschädigt werden.

Der Halter der Trennkontaktanordnung kann insbesondere aus zwei parallel zu der Ebene der Kontaktlamellen stehenden Seitenwänden mit Öffnungen zum Durchtreten der Fortsätze der Abstandsglieder sowie zwei die Seitenwände rahmenartig ergänzenden Deckblechen bestehen, die eine quer zu den Kontaktlamellen angeordnete, nach innen gerichtete Sicke als Widerlager der mit einer entsprechenden kalottenartigen Vertiefung versehenen Federglieder besitzt. Der Halter wird somit durch ebene Stanzteile gebildet, was für die Herstellung des Halters und gleichermaßen für die Montage der Einzelteile der Trennkontaktanordnung vorteilhaft ist.

Die Seitenwände des Halters können in Richtung der Deckbleche weisende Zapfen besitzen, während die Deckbleche zum Durchtritt der Zapfen dienende Öffnungen aufweisen. Der Zusammenbau einer Trennkontaktanordnung kann dann in der Weise durchgeführt werden, daß nach dem Zusammenlegen der Teile in einer Vorrichtung der zum Spannen der Federglieder erforderliche Druck aufgebracht und dann die Zapfen verstemmt oder vernietet werden.

Es empfiehlt sich, die Deckbleche aus einem unmagnetischen Stahl herzustellen, der Chrom, Nickel und Titan als Legie­ rungsbestandteile enthält. Gegenüber anderen unmagnetischen Werkstoffen haben solche Stähle den Vorteil einer höheren mechanischen Festigkeit.

Zur Befestigung der Trennkontaktanordnung an einem Schalt­ gerät oder einem ortsfesten Teil können die Seitenwände des Halters mit Fortsätzen versehen sein. Diese können Langlöcher zur Aufnahme von Bolzen besitzen, die sich durch die Schenkel von Befestigungsbügeln erstrecken. Eine andere günstige Befestigungsmöglichkeit bieten Seitenwände, die im Bereich des einen Endes jeder Gruppe von Kontaktlamellen je einen Einschnitt zum Eingreifen einer Halteleiste besitzen, die sich etwa rechtwinklig zu der Ebene der Leiter erstreckt, wobei die Fortsätze an ihrer einer Anschlagfläche zugewandten Seite konvex geformt sind. Diese Anordnung zeichnet sich durch den besonders geringen Aufwand an erforderlichen Teilen aus.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die

Fig. 1 und 2 zeigen eine Trennkontaktanordnung in einer Seitenansicht und im Schnitt.

Fig. 3 zeigt die Trennkontaktanordnung nach den Fig. 1 und 2 in der Draufsicht. Die

Fig. 4 und 5 zeigen ein mehrarmiges Federglied im Schnitt und in der Draufsicht. In den

Fig. 6 und 7 ist ein mehrarmiges Abstandsglied im Profil und in der Draufsicht dargestellt. Die

Fig. 8 und 9 zeigen unterschiedliche Ausführungen der Seitenwände eines Halters der Trennkontaktanordnung in der Draufsicht, in der Fig. 9 zusammen mit einer Anschlagfläche und Halteleisten. In den

Fig. 10 und 11 ist ein Deckblech eines Halters der Trennkontaktanordnung in der Draufsicht bzw. im Schnitt dargestellt.

Die in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigte Trennkontaktanordnung 1 ist insbesondere zur Anwendung bei Niederspannungs­ leistungsschaltern in einer ausfahrbaren Ausführung vor­ gesehen. Schaltgeräte dieser Art sowie zugehörige Führungs­ teile sowie zur Verwendung solcher Schaltgeräte und Führungsteile geeignete Schaltanlagen sind allgemein bekannt und werden daher im folgenden nicht näher beschrieben. Die Trennkontaktanordnung 1 weist einen rahmenartigen Halter 2 auf, der aus zwei gleichen Seitenwänden 3 sowie zwei gleich­ falls gleichen Deckblechen 4 besteht. Innerhalb des Halters 2 befinden sich zwei einander gegenüberstehende Gruppen von je fünf brückenartigen Kontaktlamellen 5. Diese sind mit gekrümmten Kontaktflächen 6 versehen, die zur Anlage an gestrichelt gezeigten Leitern 7 und 8 dienen. In der Regel wird die Trennkontaktanordnung 1 mit einem dieser beiden Leiter ständig in Eingriff stehen. Im Prinzip ist es dabei gleich, ob die Trennkontaktanordnung 1 an einem Schaltgerät angebracht ist oder an dem ortsfesten Teil einer Schalt­ anlage. Als Beispiel für geeignete Befestigungsteile zeigen die Fig. 1 bis 3 zwei Bügel 10, die jeweils mit Hilfe eines die Seitenwände 3 und die Schenkel 11 der Bügel 10 durchsetzenden Bolzens 12 mit Spiel angebracht sind. Als weitere Befestigungsteile sind in den Fig. 2 und 3 je zwei den Mittelteil 13 jedes Bügels 10 durchsetzende Schrauben 14 gezeigt.

Wie insbesondere der Fig. 8 zu entnehmen ist, sind die Seitenwände 3 des Halters 2 ebene gestanzte Blechteile. Sie besitzen auf gegenüberliegenden Seiten Einschnitte 15 und 16 für die in Fig. 1 angedeuteten Leiter 7 und 8. Die Trennkontaktanordnung 1 vermag daher auch mit solchen Leitern einwandfrei zusammenzuwirken, die breiter als der Halter 2 sind, wobei innerhalb gewisser Grenzen auch ein seitlicher Versatz der Leiter gegeneinander zulässig ist. An der Oberkante und der Unterkante weist die Seitenwand 3 je zwei Zapfen 17 auf, die für die Verbindung der Seitenwände 3 mit den Deckblechen 4 vorgesehen sind, wie noch erläutert wird. Zwischen den Zapfen 17 befindet sich eine etwa halbkreisförmige Ausnehmung 20. Ferner sind die Seitenwände 3 mit zwei Öffnungen 21 versehen, die auf einer die Zentren der Ausnehmungen 20 verbindenden Linie liegen. Im Bereich der Ausnehmung 16 sind die Seitenwände 3 mit zwei Fortsätzen 22 versehen, in denen sich je ein Langloch 23 befindet.

In der Ausführung gemäß der Fig. 9 besitzen die Seitenwände 60 Fortsätze 61, die ohne Langlöcher ausgeführt sind, da zur Befestigung der Trennkontaktanordnung zwei Halteleisten 62 vorgesehen sind, die sich parallel zu einer Anschlagfläche 63 erstrecken und hieran in nicht näher gezeigter geeigneter Weise befestigt sind. Für das Zusammenwirken mit diesen Halteleisten ist jede Seitenwand 60 im Bereich des der An­ schlagfläche 63 zugewandten Endes jeder Gruppe von Kontakt­ lamellen 5 mit einem Einschnitt 64 versehen. In dem gezeig­ ten Beispiel befinden sich diese Einschnitte zwischen den Fortsätzen 61 und den Deckblechen 4. Die Lage der Halte­ leisten 62 und die Tiefe der Einschnitte 64 ist so auf­ einander abgestimmt, daß die Trennkontaktanordnung zum Ausgleich auftretender Toleranzen in Richtung eines Versat­ zes der Leiter verschiebbar ist. Eine reibungsarme Gleit­ bewegung wird dabei durch eine konvexe Gestalt derjenigen Seiten der Fortsätze 61 ermöglicht, die der Anschlagfläche 63 zugewandt sind. Auch die den Halteleisten 62 zugewandten Flächen der Fortsätze sind konvex geformt.

Die mit den Seitenwänden 3 zu verbindenden Deckbleche 4 sind in den Fig. 10 und 11 dargestellt. Wie man erkennt, sind die Deckbleche 4 im wesentlichen rechteckige Teile mit abgerundeten Ecken, die vier zum Durchtritt der Zapfen 17 der Seitenwände 3 vorgesehene Öffnungen 24 besitzen. Mittig zwischen den Öffnungen 24 befindet sich eine Sicke 25 mit etwa halbkreisförmigem Profil, deren Zweck noch erläutert wird.

Um eine unerwünschte Erwärmung der Trennkontaktanordnung im Betrieb zu vermeiden, sind die Deckbleche aus einem unmagnetischen Stahl mit Chrom, Nickel und Titan als Legierungsbestandteilen hergestellt. Werkstoffe mit dieser Zusammensetzung haben außerdem die Eigenschaft einer sehr hohen mechanischen Festigkeit. Diese wird bei der Ausführung gemäß den Fig. 10 und 11 infolge der Versteifung durch die Sicke 25 besonders günstig ausgenutzt. Umgekehrt könnte man auch die Seitenwände 3 gemäß der Fig. 8 oder die Seitenwände 60 gemäß der Fig. 9 aus einem unmagnetischen Stahl herstellen, während die Deckbleche aus normalem magnetischen Baustahl bestehen.

Die für einen verlustarmen Stromübergang von den Kontakt­ lamellen 5 zu den Leitern 7 und 8 benötigte Kontaktkraft wird mittels der in den Fig. 4 und 5 dargestellten mehr­ armigen Federglieder 30 aufgebracht. Diese weisen einen mittleren Steg 31 und hiervon nach beiden Seiten symmetrisch ausgehende Arme 32 auf. In dem dargestellten entspannten Zustand bildet das Federglied 30 im wesentlichen einen Aus­ schnitt eines Kreisbogens. Von dieser Form abweichend sind die Enden 33 entgegen der Hauptkrümmung mit engerem Biege­ radius abgebogen. Ferner ist im Bereich des Steges 31 eine gleichfalls eine zu der Hauptkrümmung gegensinnige kalotten­ artige Wölbung 34 mit engerem Biegeradius vorgesehen. Zwischen den benachbarten Federarmen 32 besteht ein Abstand 35, der dem vorgesehenen Abstand der Kontaktlamellen 5 ent­ spricht. Der Übergang zwischen den benachbarten Armen 32 ist mit Abrundungen 36 ausgeführt, um eine Kerbwirkung zu vermeiden. Das Federglied 30 ist aus einem Federblech geeigneter Beschaffenheit durch einen einzigen oder mehrere Stanz- und Prägevorgänge herstellbar.

Als weiteren Bestandteil der Trennkontaktanordnung 1 zeigen die Fig. 6 und 7 ein Abstandsglied 40. Dieses besitzt ein etwa U-förmiges Mittelstück 41, dessen Boden 42 an beiden Enden in Form von Fortsätzen 43 verlängert ist. Von den Schenkeln 44 des Mittelteiles 41 gehen Arme 45 mit einer Breite aus, die dem vorgesehenen Abstand der Kontaktlamellen 5 entspricht. Dementsprechend ist der Abstand der Arme 45 der Breite der Kontaktlamellen 5 bemessen. Wie insbesondere die Fig. 6 zeigt, sind die Arme 45 derart nach außen abgebogen, daß sie einen spitzen Winkel 47 mit den Schenkeln 44 des Mittelteiles 41 bilden. Auch das Abstandsglied 40 ist aus einem geeigneten Stahlblech als Stanz- und Biegeteil herstellbar.

Die Gestalt der Kontaktlamellen 5 wird im folgenden im Zusammenhang mit dem Zusammenwirken der beschriebenen Einzelteile erläutert. Insbesondere zeigt die Fig. 2, daß jede Kontaktlamelle 5 zwischen den gekrümmten Kontaktflächen 6 ein vorspringendes Mittelstück 50 besitzt, das bei nicht eingefahrenen Leitern 7 und 8 zur Anlage an dem gleich aus­ gebildeten Mittelstück einer gegenüberstehenden Kontakt­ lamelle 5 vorgesehen ist. Durch die Bemessung dieser Mittel­ stücke wird erreicht, daß sich die Kontaktflächen 6 mit einem Abstand gegenüberstehen, der etwa geringer als die Dicke der Leiter 7 und 8 ist. In dieser Stellung stehen die Kontaktlamellen 5 unter einer Vorspannung, die durch die Federglieder 30 aufgebracht wird. Hierzu stützt sich jedes der Federglieder mit seinem Mittelteil 31 an der Sicke 25 der Deckbleche 4 ab, wobei sich durch das Zusammenwirken mit der Wölbung 34 des Steges 31 der Federglieder 30 eine kalottenartige Auflage ergibt, die jedes Federglied 30 zentriert und damit gegen seitliche Verschiebung sichert. Zugleich sorgt die Sicke 25 für eine wesentliche Steigerung der Festigkeit gegen Biegung. Die Länge der federnden Arme 32 ist dabei so bemessen, daß sich die Angriffsstellen der abgebogenen Enden 33 nahe den Enden der Kontaktlamellen 5 befinden.

Die Kontaktlamellen 5 besitzen ferner auf ihrer den Feder­ gliedern 30 zugewandten Seite eine Ausnehmung 52, die ausgehend von einer rechteckigen Grundform seitlich und am Boden von konvexen Wandungsgliedern 53, 54 und 55 begrenzt ist. Mit dieser Ausnehmung ist jede Kontaktlamelle 5 an dem zugeordneten Abstandsglied 40 geführt, wobei die konvexe Form der Wandungsflächen eine verkantungsfreie Schwenk­ bewegung der Kontaktlamellen gestattet. Die Tiefe der Ausnehmung 52 ist so gewählt, daß die Spreizung der Kon­ taktlamellen begrenzt ist und trotz der Schwenkbewegung der Kontaktlamellen eine zu starke Drehung der Federglieder 30 vermieden wird. Die Abstandsglieder 40 sind mittels ihrer Fortsätze 43 in den Seitenwänden 3 abgestützt und halten dadurch die Kontaktlamellen 5 sicher gegenüber allen beim Einfahren und Ausfahren eines Schaltgerätes auftretenden Kräften. Ferner werden die Kontaktlamellen 5 gegeneinander durch die Arme 45 der Abstandsglieder 40 gestützt.

Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen ferner, daß die Seitenwände 3 mit den Deckblechen 4 durch die Zapfen 17 der Seitenwände 3 verbunden sind, die durch die Öffnungen 24 der Deckbleche 4 hindurchragen und deren überstehende Enden vernietet oder verstemmt sind. Die Sicke 25 wird hierbei im Bereich der Seitenwände 3 in den Ausnehmungen 20 aufgenommen.

Ist die beschriebene Trennkontaktanordnung 1 mittels der Schrauben 14 beispielsweise am ortsfesten Teil einer Schalt­ anlage befestigt worden, so vermag sich dennoch der Halter 2 gegenüber den Bügeln 10 dank der Langlöcher 23 in gewissem Umfang zu verschieben. Hierdurch ist die Möglichkeit ge­ geben, daß sich der Halter 2 mit den Kontaktlamellen 5 auf den in der Fig. 1 gezeigten Leiter ausrichten kann. An­ nähernd gleiche Kontaktkräfte an den Kontaktflächen 6 werden sich auch dann ergeben, wenn die Leiter 7 und 8 nicht genau fluchten, weil die Führung der Kontaktlamellen 5 an den Abstandsgliedern 40 absichtlich keine genaue Parallelführung bildet und die Federglieder 30 infolge ihrer kalottenartigen Lagerung an der Sicke 25 einer Änderung der Winkelstellung folgen können.

Der beschriebene Kontaktblock ist so ausgeführt, daß er im wesentlichen keine seitlich überstehenden Partien hat, so daß zwei oder mehrere gleiche Blöcke ohne Raumverlust zur Erhöhung des Nennstromes bei gleicher spezifischer Belastung nebeneinander montiert werden können. Darüber hinaus ist der beschriebene Aufbau im Prinzip für unterschiedliche Zahlen von Kontaktlamellen geeignet. Hierzu ist lediglich eine Anpassung der Deckbleche 4 sowie der Federglieder 20 und der Abstandsglieder 40 erforderlich.

Claims (9)

1. Trennkontaktanordnung (1) für ausfahrbare elektrische Schaltgeräte zur Verbindung sich einander mit ihren Stirn­ seiten gegenüberstehenden Leitern (7, 8) mit

• a) zwei beidseitig der Leiter (7, 8) angreifenden Gruppen von brückenartigen Kontaktlamellen (5),
• b) zwischen den Kontaktlamellen (5) angeordneten Abstands­ gliedern (40),
• c) je einer einstückigen Blattfeder (30) zur Aufbringung einer Kontaktkraft an jeder Gruppe der Kontaktlamellen (5) mit einem mittleren Steg (31) und hiervon ausgehenden Ar­ men (32) für je eine Kontaktlamelle (5),
• d) einem Halter (2) zur Aufnahme der Kontaktlamellen (5), der Blattfedern ( 30) und der Abstandsglieder (40),

gekennzeichnet durch folgende weitere Merkmale:

• e) die Abstandsglieder (40) sind für jede Gruppe der Kontakt­ lamellen (5) als einstückiges Bauteil mit zwei Reihen zwischen die Kontaktlamellen (5) greifender Arme (45) aus­ gebildet,
• f) jedes Abstandsglied (40) besitzt ein Mittelstück (41) von etwa U-förmigem Querschnitt mit Fortsätzen (43) zum Ein­ greifen in entsprechende Öffnungen (21) des Halters (2),
• g) die Arme (45) jedes Abstandsgliedes (40) gehen von den Schenkeln (44) des Mittelstückes (41) aus und stehen unter einem spitzen Winkel (47) zu den Schenkeln (44) nach außen,
• h) jede Kontaktlamelle (5) umgreift mit einer Ausnehmung (52) den Mittelteil (41) des zugeordneten Abstandsgliedes (40).

2. Trennkontaktanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (52) seitlich und an ihrem Boden von konvexen Wandungsflächen (53, 55) begrenzt ist, um eine Schwenkbewegung der Kontaktlamellen (5) zu ermöglichen, und daß die Tiefe der Ausnehmung (52) ent­ sprechend einer zulässigen Durchbiegung der Federglieder (30) bemessen ist.

3. Trennkontaktanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (2) aus zwei parallel zu der Ebene der Kontaktlamellen (5) stehenden Sei­ tenwänden (3) mit Öffnungen (21) zum Durchtreten der Fort­ sätze (43) der Abstandsglieder (40) und zwei die Seitenwände (3) rahmenartig ergänzenden Deckblechen (4) besteht, die eine quer zu den Kontaktlamellen (5) angeordnete, nach innen ge­ richtete Sicke (25) als Widerlager der mit einer entsprechen­ den kalottenartigen Vertiefung (35) versehenen Federglieder (30) besitzt.

4. Trennkontaktanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (3) in Richtung der Deckbleche (4) weisende Zapfen (17) und die Deckbleche (4) zum Durchtritt der Zapfen (17) dienende Öff­ nungen (24) besitzen.

5. Trennkontaktanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckbleche aus einem unmagnetischen, Chrom, Nickel und Titan als Legierungsbestand­ teile enthaltenden Stahl bestehen.

6. Trennkontaktanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (3; 60) des Halters (2) zu dessen Befestigung an einem Schaltgerät oder einem ortsfesten Teil dienende Fortsätze (22; 61) be­ sitzen.

7. Trennkontaktanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fortsätze (22) mit Langlöchern (23) zur Aufnahme von Bolzen (12) versehen sind, die sich durch die Schenkel von Befestigungsbügeln (10) er­ strecken.

8. Trennkontaktanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (60) im Bereich des einen Endes jeder Gruppe von Kontaktlamellen (5) je einen Einschnitt (64) zum Eingreifen einer Halteleiste (62) besitzen, die sich etwa rechtwinklig zu der Ebene der Leiter (7, 8) erstreckt, und daß die Fortsätze an ihrer einen Anschlagfläche (63) zugewandten Seiten konvex geformt sind.