DE3434083C2

DE3434083C2 -

Info

Publication number: DE3434083C2
Application number: DE19843434083
Authority: DE
Inventors: Marcel Celestin 3500 Kassel De Konrad
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Areva Energietechnik GmbH
Priority date: 1984-09-17
Filing date: 1984-09-17
Publication date: 1989-06-29
Also published as: DE3434083A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Leistungskontaktelement gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung dieses Leistungskontakt elementes.

Aus der DE-AS 22 21 630 ist ein Hochspannungs-Leistungsschalter bekannt, der mit einem Leistungskontaktelement ausgerüstet ist, welches im eingeschalteten Zustand des Hochspannungs-Leistungsschalters einen Kontaktübergang zu einem Gegenkontaktstück bildet. Dieses Leistungskontaktelement trägt ein rohr förmiges, an der Stirnseite abgerundetes Kontaktendstück, wobei dieses Kontaktendstück aus Metall enthaltendem Graphit besteht und an einem rohr förmigen Träger formschlüssig befestigt ist. Beispielhaft wird für eine solche Befestigung eine Gewinde vorgeschlagen.

Aus der DE-AS 19 66 972 ist es bekannt, ein Schaltstück in Radialrichtung gesehen formschlüssig mit einem Abbrennring zu verbinden. Dieser Abbrennring könnte mit Hilfe von Aussparungen in das rohrförmige Schaltstück eingepreßt sein.

Aus der DE-GM 75 19 491 ist ein Schaltstück bekannt, bei dem eine Graphit- Lichtbogenelektrode in einen rohrförmigen Träger eingelötet wird.

Aus der DE-OS 32 36 152 ist ein Schaltstück bekannt, bei dem ein rohrförmiger Graphitkörper mittels Ankerstiften auf einem ebenfalls rohrförmigen Träger befestigt ist. Die Ankerstifte sind in Bohrungen befestigt, die als Sack löcher ungefähr bis zur Hälfte des rohrförmigen Graphitkörpers eingeformt sind. Zur Befestigung dient ein verdickter Kopf des Ankerstiftes sowie ein Kleber.

Aus der CH 6 14 558 A5 ist ein Schaltstück bekannt, das ein Kontaktendstück aufweist, welches mit zur Längsachse parallel verlaufenden Schlitzen versehen ist. Da Träger wie Endstück des Schaltstücks aus einem Stück bestehen, treten jedoch keine Befestigungsprobleme auf.

Bei der Herstellung von Leistungskontaktelementen mit Kontaktendstücken aus Graphit treten zwei Probleme auf.

Das erste Problem besteht in der Verbindung des Graphitteils mit dem aus Metall bestehenden Träger. Die Befestigung mittels eines Gewindes ist deshalb problematisch, weil das Graphit ein sehr spröder Werkstoff ist und beim Ein schrauben des Graphitteils die Gefahr des Ausbrechens des Gewindes besteht. Außerdem läßt sich wegen der Sprödigkeit des Graphits das Gewinde nicht fest genug anziehen. Das Einpressen des Graphitteils mittels in Träger und Graphitteil eingeformten Aussparungen kann bei der ständigen Erwärmung und Abkühlung als Folge der Schaltvorgänge dazu führen, daß sich das Graphitteil lockert. Ein ähnliches Problem tritt auf, wenn das Graphitteil eingelötet wird. Eine solche Lötverbindung kann infolge ständiger Erwärmung und Ab kühlung an Festigkeit einbüßen. Auch die Befestigung mittels eingeklebter Ankerstifte ist in bezug auf die thermische Belastung problematisch, da Klebstoff solchen Beanspruchungen noch weniger standhält als eine Lötver bindung.

Das weitere Problem, das bei solchen Graphitkörpern auftritt, ist das des spröden Materials, das bei entsprechenden mechanischen und Wärmebean spruchungen brechen kann. Dieser Gefahr von Materialausbrüchen ist ins besondere die Stirnseite des Kontaktendstücks ausgesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Leistungskontaktelement verfüg bar zu machen, das eine besonders feste Verbindung zwischen dem Kontaktend stück und dem rohrförmigen Träger aufweist, wobei auch eine maßgenaue Her stellung des Leistungskontaktstücks sichergestellt sein muß.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Die Vorteile der Erfindung beruhen darauf, daß das Kontaktendstück aus Metall enthaltendem Graphit mittels eines Befestigungsrings stabilisiert und durch Befestigungsstifte sowie Lötung fest mit dem Träger verbunden ist. Diese Lötung sowie die in Bohrungen sitzenden Befestigungsstifte verbinden das Kontaktendstück auch nach einer häufigen Anzahl von Schaltungen und damit thermischen Belastungen noch sicher mit dem rohrförmigen Träger, wobei der ringförmige Körper der Stirnseite des Kontaktendstücks Festigkeit verleiht und damit dieses Graphitbauteil gegen äußere Belastungen unempfindlicher macht, wodurch die Bruchgefahr wesentlich verringert wird.

Weitere Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen 2 bis 8 zu entnehmen. Die Ansprüche 9 und 10 enthalten zweckmäßige Verfahren zur Herstellung des Leistungskontaktelementes.

Gemäß den Unteransprüchen 2 bis 4 sind ineinandergreifende ringförmige Ausnehmungen von Träger und Kontaktendstück vorgesehen, wodurch die Festig keit der Verbindung noch weiter erhöht wird.

Nach den Unteransprüchen 7 und 8 sind Schlitze in dem Kontaktendstück vorgesehen, die sich bis in den Träger erstrecken können. Durch eine solche Ausgestaltung wird zwar der Ring durchbrochen, wodurch die Festigkeitser höhung, welche beim Einlöten des Kontaktendstücks in den Träger infolge eines Schrumpfeffektes entstehen kann, wieder entfällt, es bleiben dabei jedoch die Ringsegmente wie die Befestigungsstifte stehen, wodurch immer noch eine wesentlich festere Verbindung gewährleistet ist, als bei einer reinen Lötverbindung. Damit ermöglicht es das erfindungsgemäße Leistungskontakt element, solche federnde Kontaktsegmente, die ein Kontaktendstück aus Graphit tragen, herzustellen.

Die Unteransprüche 9 und 10 beschreiben zweckmäßige Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Leistungskontaktelemente, welche ein hohes Maß an Genauigkeit innerhalb enger Toleranzen garantiert.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfiindung dargestllt. Es zeigt

Fig. 1 ein mit einem zeichnerisch nicht dargestellten Gegenkontaktelement zusammenwirkendes oberes Ende eines Leistungskontaktelementes im Längshalbschnitt und

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Leistungskontaktelement aus Fig. 1.

Das aus Fig. 1 ersichtliche Kontaktendstück 1, das in abgerundeter Form voll ausgezeichnet und dessen Rohform gestrichelt eingezeichnet ist, besteht aus metallisiertem Graphit. Es weist an seiner, einem vorzugsweise rohrförmigen Träger 2 benachbarten ringförmigen Stirnseite 21 eine ringförmige Ausneh mung 3 auf, die im äußeren Bereich des Kontaktendstückes 1 liegt. Auch eine Anordnung im inneren Bereich ist denkbar. In die Ausnehmung 3 ist das obere Teil des rohrförmigen Trägers 2, der beispielsweise aus Chromkupfer bestehen kann, eingepaßt. Eine stoffschlüssige Verbindung zwischen diesen beiden Bauelementen wird durch Lötung erzielt.

Das Kontaktendstück 1 und der rohrförmige Träger 2 weisen nicht näher bezeichnete, miteinander fluchtende Bohrungen auf, von denen zwei aus Fig. 1 ersichtlich sind und die parallel zur Achse des Kontaktendstückes 1 bzw. des rohrförmigen Trägers 2 verlaufen. Jeweils zwei miteinander fluchtende Bohrungen dienen zur Aufnahme eines Befestigungsstiftes 4.

Im abgerundeten Bereich des Kontaktendstückes sind die Bohrungen durch eine ringförmige, nicht näher bezeichnete Nut miteinander verbunden. In die Nut ist ein ringförmiger Körper 5 eingepaßt, beispielsweise aus Chromkupfer, durch den eine glatte äußere Oberfläche des Kontaktendstückes 1 erzielt wird.

Das Kontaktendstück weist weiterhin acht Schlitze 6 auf, die parallel zu seiner Längsachse verlaufen und deren Anordnung aus Fig. 2 ersichtlich ist. Die Schlitze, die sich bis in den rohrförmigen Träger 2 erstrecken können, ermöglichen ein federndes Leistungskontaktelement.

Das aus den Fig. 1 und 2 ersichtliche Leistungskontaktelement kann durch folgende Verfahrensschritte hergestellt werden, wobei der rohrförmige Träger 2 mit zugeordneten Bohrungen vorgefertigt ist:

a) die Rohform eines Kontaktendstückes 1 aus metallisiertem Graphit (ge strichelt gezeichnete Form) wird mit einer ringförmigen Ausnehmung 3, Bohrungen und einer ringförmigen Nut versehen,
b) die Rohform des Kontaktendstückes 1 wird auf den rohrförmigen Träger 2 (im Bereich der ringförmigen Stirnseite 21) aufgebracht und mit diesem durch die Bohrungen durchdringende Stifte 4 formschlüssig und durch einen Lötvorgang stoffschlüssig verbunden,
c) in die Nut wird ein ringförmiger Körper 5 eingepaßt, und
d) das Kontaktendstück wird zusammen mit dem ringförmigen Körper 5 auf Maß gedreht. Abschließend wird das Kontaktendstück 1 mit Schlitzen 6 versehen.

Claims

1. Leistungskontaktelement für Hochspannungs-Leistungsschalter, mit einem rohrförmigen, an der Stirnseite abgerundeten Kontaktendstück zur Bildung eines Kontaktüberganges zu einem Gegenkontaktstück im eingeschalteten Zustand des Hochspannungs-Leistungsschalters, das aus Metall enthaltendem Graphit besteht und an einem rohrförmigen Träger befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktendstück (1) und der Träger (2) jeweils mindestens eine Bohrung aufweisen, daß jede der Bohrungen parallel zur Achse des Kontakt endstückes (1) bzw. des Trägers (2) verläuft und von jeweils einem Befestigungsstift (4) durchdrungen sind, daß alle im Kontaktendstück (1) angeordneten Bohrungen im abgerundeten Bereich des Kontaktendstückes (1) durch eine ringförmige Nut miteinander verbunden sind, in die ein ring förmiger Körper (5), eine glatte äußere Oberfläche des Kontaktendstücks bildend, eingepaßt ist, und daß eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Kontaktendstück (1) und dem rohrförmigen Träger (2) durch eine Löt verbindung hergestellt ist.

2. Leistungskontaktelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktendstück (1) an seiner dem rohrförmigen Träger (2) benach barten Stirnseite (21) eine ringförmige Ausnehmung (3) aufweist, in die ein Teil des ringförmigen Trägers (2) eingepaßt ist.

3. Leistungskontaktelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Ausnehmung (3) als ein von radial außen in das Kontaktstück (1) zurückspringender Absatz ausgebildet ist.

4. Leistungskontaktelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Ausnehmung (3) als ein radial von innen in das Kontaktendstück (1) zurückspringender Absatz ausgebildet ist.

5. Leistungskontaktelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen ringförmigen Körper (5) aus Chromkupfer.

6. Leistungskontaktelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Trägers (2) aus Chromkupfer.

7. Leistungskontaktelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktendstück (1) mindestens einen Schlitz (6) aufweist, der parallel zu der Längsachse des Kontaktendstückes (1) verläuft.

8. Leistungskontaktelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (6) sich bis in den Träger (2) erstreckt.

9. Verfahren zur Herstellung eines Leistungskontaktelementes nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) die Rohform des Kontaktendstückes (1) aus Metall enthaltendem Graphit wird mit einer ringförmigen Ausnehmung (3), der (den) Bohrung(en) und einer ringförmigen Nut versehen,
b) die Rohform des Kontaktendstückes (1) wird auf den rohrförmigen Träger (2) aufgebracht und mit diesem durch die Bohrungen durch dringende Stifte (4) und durch einen Lötvorgang stoffschlüssig verbunden,
c) in die Nut wird ein ringförmiger Körper (5) eingepaßt und
d) das Kontaktendstück (1) wird zusammen mit dem ringförmigen Körper (5) auf Maß gedreht.

10. Verfahren zur Herstellung eines Leistungskontaktelementes nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) die Rohform des Kontaktendstückes (1) aus Metall enthaltendem Graphit wird mit einer ringförmigen Ausnehmung (3), der (den) Bohrung(en) und einer ringförmigen Nut versehen,
b) die Rohform des Kontaktendstückes (1) wird auf den rohrförmigen Träger (2) aufgebracht und mit diesem durch die Bohrungen durch dringende Stifte (4) und durch einen Lötvorgang stoffschlüssig verbunden,
c) in die Nut wird ein ringförmiger Körper (5) eingepaßt,
d) das Kontaktendstück (1) wird zusammen mit dem ringförmigen Körper (5) auf Maß gedreht, und
e) das Kontaktendstück (1) wird mit dem (den) Schlitz(en) (6) versehen.