DE10007400C2 - Elektrische Gleitkontaktanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Gleitkontakt­ anordnung mit zwei teleskopartigen, relativ zueinander beweg­ bar unter Zwischenlage eines mechanischen Führungselementes und eines elektrisch überbrückenden Kontaktelementes angeord­ neten Kontaktstücken, deren eines das Führungselement und das Kontaktelement in einer umlaufenden Nut aufnimmt.

Eine derartige Gleitkontaktanordnung ist beispielsweise aus der EP 0 872 934 A1 entnehmbar. Bei der bekannten Anordnung sind zwei relativ zueinander bewegbare Kontaktstücke elek­ trisch leitend miteinander verbunden. Die beiden Kontaktstüc­ ke sind hohlzylindrisch ausgebildet und teleskopartig inein­ ander schiebbar. Eines der Kontaktstücke weist eine Nut zur Aufnahme des Führungselementes auf. Zusätzlich ist eine wei­ tere Nut vorgesehen, die das Kontaktelement aufnimmt. In der bekannten Gleitkontaktanordnung ist das Kontaktelement als Spiralkontakt ausgeführt. Neben diesen Spiralkontakten sind weiterhin Kontaktlamellen tragende Kontaktbänder bekannt. So­ wohl Spiralkontakte als auch Kontaktbänder müssen in der Nut fixiert werden. Zur Fixierung werden in der Regel Niederhal­ ter, die zusätzlich in die Nut eingebracht werden, genutzt.

Bei der bekannten Gleitkontaktanordnung ist das mechanische Führungselement in Einschubrichtung hinter dem elektrischen Kontaktelement angeordnet. Um die beiden Kontaktstücke mit­ einander in elektrisch leitenden Kontakt zubringen, müssen die beiden Kontaktstücke ineinander geschoben werden. Während einer ersten Phase des Aufschiebens kann durch das Führungs­ element keine Führung der Kontaktstücke gewährleistet werden.

Während dieser Phase wird die Führung allein durch die Kon­ taktstücke selbst bzw. durch das in Aufschieberichtung dem Führungselement vorgelagerte Kontaktelement gewährleistet. Dabei kann das Kontaktelement beschädigt werden bzw. durch die auftretenden mechanischen Schubkräfte aus seiner vorgese­ henen Lage in der Nut verkippt werden und aus den Niederhal­ tern heraus gleiten. Eine ausreichend stromtragfähige elek­ trische Überbrückung der beiden Kontaktstücke ist damit nicht sicher gewährleistet.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Gleitkontaktanordnung der eingangs genannten Art so auszubilden, dass das Kontaktelement vor einer Belastung durch mechanische Schubkräfte weitgehend geschützt wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Gleitkontaktanordnung der ein­ gangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine einzige Nut zur Aufnahme einer aus dem Führungselement und dem Kontaktelement gebildeten funktionellen Baueinheit vorge­ sehen ist.

Durch die Bildung einer funktionellen Baueinheit wird eine effektivere Führung der Kontaktstücke sowie ein mechanischer Schutz des Kontaktelements erreicht. Das Kontaktelement kann dabei so in die Baueinheit integriert sein, dass es von me­ chanischen Kräften, die durch das Aufschieben entstehen, weitgehend geschützt wird. Durch die Ausbildung einer einzi­ gen Nut ist es nunmehr möglich, das Führungselement und das Kontaktelement in unmittelbarer Nähe zueinander anzuordnen. Durch die Ausbildung einer funktionellen Baueinheit ist die Montage wesentlich vereinfacht.

Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Bauein­ heit selbsthaltend in eine umlaufende Nut eines der Kon­ taktstücke eingesprengt ist.

Durch das Einsprengen ist eine kostengünstige Komplettierung der Kontaktstücke mit der funktionellen Baueinheit möglich. Es kann auf zusätzliche Befestigungselemente verzichtet wer­ den. Weiterhin ist ein einfacher Austausch der kompletten Baueinheit oder einzelner Elemente der Baueinheit möglich.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Bauein­ heit mehrteilig ausgeführt ist.

Durch die mehrteilige Ausführung der Baueinheit lassen sich Montagevorgänge vereinfachen bzw. lässt sich die funktionelle Baueinheit modular den entsprechenden Anforderungen des elek­ trischen Gleitkontaktes anpassen. Dadurch können Standardbau­ elemente verwendet werden, die entsprechend kostengünstig zu beschaffen sind.

In vorteilhafter Weise kann es weiterhin vorgesehen sein, dass die Baueinheit ringförmig ausgebildet ist.

Durch die ringförmige Ausbildung der Baueinheit wird zusätz­ lich zu der axialen Bewegbarkeit der beiden Kontaktstücke ei­ ne Bewegbarkeit der beiden Kontaktstücke in radialer Richtung ermöglicht. Insbesondere beim Einsatz einer derartigen elek­ trischen Gleitkontaktanordnung in höheren Spannungsebenen wird die Ausbildung von Kontaktstücken unterstützt, die hin­ sichtlich der elektrischen Feldverteilung optimiert sind.

Es ist vorteilhaft vorgesehen, dass das Führungselement zur Lagesicherung des Kontaktelementes in der Nut eine axial vor­ springende Schulter aufweist.

Wird das Führungselement mit einer axial vorspringenden Schulter versehen, so kann durch die Schulter die Lagesiche­ rung des Kontaktelementes in der Nut erzielt werden. Die Schulter übernimmt die Funktion eines Niederhalters. Zusätz­ liche Niederhalter zur Lagesicherung sind entbehrlich und da­ mit können die Kosten vermindert werden. Eine Lageänderung des Kontaktelementes in Richtung der axial vorspringenden Schulter des Führungselementes kann damit wirkungsvoll ver­ hindert werden.

Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass das Führungs­ element aus einem Kunststoff, insbesondere PTFE besteht.

Bei Verwendung eines Kunststoffes für das Führungselement wird die Gleitreibung wirkungsvoll vermindert. Insbesondere PTFE stellt dabei einen widerstandsfähigen die Reibungsverlu­ ste minimierenden Werkstoff dar. PTFE lässt sich problemlos bearbeiten und in nahezu beliebiger Form herstellen. Des Wei­ teren ist PTFE gegenüber thermischen Beanspruchungen ausge­ sprochen widerstandsfähig.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung ge­ zeigt und nachfolgend näher beschrieben.

Dabei zeigt die

Figur den schematischen Aufbau der elektrischen Gleitkon­ taktanordnung.

In der Figur ist die Gleitkontaktanordnung dargestellt, wie sie beispielsweise in einer Unterbrechereinheit eines Lei­ stungsschalters Anwendung findet. Die Gleitkontaktanordnung weist ein erstes hohlzylindrisches Kontaktstück 1 sowie ein zweites hohlzylindrisches Kontaktstück 2 auf. Das erste Kon­ taktstück 1 und das zweite Kontaktstück 2 sind teleskopartig ineinander steckbar und relativ zueinander bewegbar. In der Innenwandung des ersten Kontaktstückes 1 ist eine Nut 3 ein­ gearbeitet. Die Nut 3 weist unterschiedliche Tiefen auf und dient der Aufnahme einer funktionellen Baueinheit 4, welche ein mechanisches Führungselement 5 und ein elektrisch über­ brückendes Kontaktelement 6 aufweist. Das Führungselement 5 weist ein erstes Teilführungselement 51 sowie ein zweites Teilführungselement 52 auf. Die Teilführungselemente 51, 52 sind ringförmig ausgebildet und bestehen aus PTFE. Die Teil­ führungselemente 51, 52 weisen jeweils eine axial vorsprin­ gende Schulter 9a, 9b auf, welche an den jeweiligen Teilfüh­ rungselementen in Richtung Mitte der Nut 3 angeordnet sind. Im mittleren Bereich weist die Nut 3 eine geringere Tiefe auf. In diesem mittleren Bereich ist das elektrisch überbrü­ ckende Kontaktelement 6 angeordnet. Das elektrische Kontakt­ element 6 ist als Kontaktlamellen 8 tragendes Kontaktband 7 ausgeführt.

Das Führungselement 5 ist so bemessen, dass es im eingebauten Zustand die Innenwandung des ersten Kontaktstückes 1 um eine gewisse Höhe überragt. Dadurch wird das einwandfreie Gleiten des zweiten Kontaktstückes 2 im Inneren des ersten Kontakt­ stückes 1 ermöglicht. Die Kontaktlamellen 8 des Kontaktban­ des 7 sind federelastisch mit dem Kontaktband 7 verbunden. Die vorspringenden Schultern der Teilführungselemente 51, 52 pressen das Kontaktband 7 und die Kontaktlamellen 8 der einen Seite des Kontaktbandes 7 gegen den Boden der Nut 3 und fi­ xieren das Kontaktband 7. Die Kontaktlamellen 8 der anderen Seite des Kontaktbandes 7 überragen das Führungselement 5 in Richtung der Hohlzylinderachse minimal. Die Kanten der Kon­ taktlamellen 8 sind leicht gerundet um ein Einführen des zweiten Kontaktstückes 2 in das erste Kontaktstück 1 zu er­ möglichen. Wird das zweite Kontaktstück 2 in das erste Kon­ taktstück 1 eingeführt, federn die Kontaktlamellen 8 ein und kontaktieren das erste Kontaktelement 1 und das zweite Kon­ taktelement 2 zuverlässig. Bei ausreichender Stromtragfähig­ keit des Gleitkontaktes sind die beiden Kontaktstücke 1, 2 axial relativ zueinander und durch die hohlzylindrische Aus­ führung auch radial relativ zueinander bewegbar.

Eine funktional gleiche Anordnung wird erreicht, wenn die die funktionelle Baueinheit 4 aufnehmende Nut 3 nicht im ersten Kontaktstück 1, sondern in der Außenwandung des zweiten Kon­ taktstückes 2 angeordnet ist. Des Weiteren ist es vorstell­ bar, die Nut 3 mit einem speziellen Querschnitt, beispiels­ weise trapez- oder rhombenförmig, auszubilden, um eine ver­ besserte Aufnahme der funktionellen Baueinheit 4 zu gewähr­ leisten.

Claims (6)

1. Elektrische Gleitkontaktanordnung mit zwei teleskoparti­ gen, relativ zueinander bewegbar unter Zwischenlage eines me­ chanischen Führungselementes (5) und eines elektrisch über­ brückenden Kontaktelementes (6) angeordneten Kontaktstücken (1, 2), deren eines das Führungselement (5) und das Kontakt­ element (6) in einer umlaufenden Nut (3) aufnimmt, gekennzeichnet durch, eine einzige Nut (3) zur Aufnahme einer aus dem Führungsele­ ment (5) und dem Kontaktelement (6) gebildeten funktionellen Baueinheit (4).

2. Elektrischer Kontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Baueinheit (4) selbsthaltend in eine umlaufende Nut (3) eines der Kontaktstücke (1, 2) eingesprengt ist.

3. Elektrischer Kontakt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Baueinheit (4) mehrteilig ausgeführt ist.

4. Elektrischer Kontakt nach Anspruch 1 oder einem der fol­ genden, dadurch gekennzeichnet, dass die Baueinheit (4) ringförmig ausgebildet ist.

5. Elektrischer Kontakt nach Anspruch 1 oder einem der fol­ genden, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (5) zur Lagesicherung des Kontakt­ elementes (6) in der Nut (3) eine axial vorspringende Schul­ ter (9a, 9b) aufweist.

6. Elektrischer Kontakt nach Anspruch 1 oder einem der fol­ genden, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (5) aus einem Kunststoff, insbeson­ dere PTFE besteht.