DE966236C - Kontaktvorrichtung zur UEbertragung grosser Stroeme von einem drehbaren Schaltstueck auf ein feststehendes Anschlussstueck oder umgekehrt mittels federnder Bleche - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 18. JULI 1957

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Bei elektrischen Schaltgeräten tritt häufig die Forderung auf, von einem drehbaren Schaltstück höhere Ströme auf ein im Raum feststehendes Anschlußstück oder einen sonstigen für den Anschluß der Leitungen vorgesehenen Bauteil zu übertragen. Am auffälligsten tritt diese Forderung bei Drehtrennschaltern für höhere Spannungen in Erscheinung, bei denen auf zwei drehbaren Stützisolatoren zwei im Einschaltzustand im Eingriff stehende Schaltstücke befestigt sind. Diese Schaltstücke sind meist über Verlängerungsstücke, die als Schaltarme bezeichnet werden, befestigt. Von den drehbaren Schaltarmen muß der Strom auf zwei feststehende Anschlußstücke übertragen werden, damit die Stromzuleitung und die Stromableitung angeschlossen werden können.

Bei den bisher bekannten Ausführungen solcher drehbaren Anschlußköpfe für Drehtrennschalter werden für die Stromübertragung Bänder oder Seile verwendet. Erstere werden meist spiralförmig aufgewickelt, und das äußere Ende ist mit dem Schaltstück oder dessen Fortsetzung, das innere Ende mit dem Anschlußbolzen verbunden, oder umgekehrt. Seile werden in der Regel in der Verlängerung des senkrecht stehenden Anschlußbolzens angeordnet, wobei das obere Ende mit dem

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Bolzen und das untere Ende mit der Schaltstückfortsetzung verbunden ist. Die Seile werden beim Schalten wie ein Torsionsstab verwunden.

In allen diesen Fällen müssen die Stromübertragungsglieder mit reichlicher Länge ausgeführt werden, damit die Schaltbewegung nicht zu sehr gehemmt wird und die dünnen Bänder oder Litzen durch das wiederholte Auf- und Zudrehen und die dadurch entstehende Verdrehung nicht beschädigt ίο werden. Der zulässige Verdrehungswinkel der Schaltstücke ist daher auch beschränkt und beträgt höchstens 6o bis 90⁰. Ferner ist für die dauerhafte Ausführung der Stromübergangsstellen ein größerer Aufwand an Platz und Material nötig. Schließlieh müssen die Anschlußbolzen oder sonstigen Anschlußstücke gegenüber den Schaltstücken oder deren Verlängerungen drehbar gelagert und geführt sein, wobei von den Lagerstellen beträchtliche Kräfte aufgenommen werden müssen, die von den Anschlußleitungen herrühren. Diese zusätzlich erforderlichen Lager und Führungen — zum Teil werden Spezialkugellager verwendet — erhöhen den nötigen Aufwand außerordentlich. Die bekannten drehbaren Anschlußköpfe der Drehtrennschalter weisen daher beträchtliche Abmessungen sowie einen hohen Materialaufwand auf und sind außerdem teuer in der Herstellung.

Weiterhin ist eine Kontaktanordnung für Trennschalter bekannt, bei der die Schaltmesser den festen Kontakt umschließen. Der Stromübergang vom feststehenden zum beweglichen Teil erfolgt hier über dachförmig ineinandergesteckte federnde Bleche. Auch verschiedene Steckverbindungen sind bekannt, bei denen die Stromübertragung vom bolzenförmigen zum hülsenartigen umgreifenden Teil durch trichterförmig gebogene Bleche vorgenommen wird. Endlich ist noch eine Steck- oder Schaltverbindung bekannt, die aus einem festen Schaltstift und einem elastischen, aus gebogenen federnden Blechen bestehenden Gegenstück besteht. Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Kontaktvorrichtung zur Übertragung großer Ströme von einem drehbaren Schaltstück auf ein feststehendes Anschluß stück oder umgekehrt mittels federnder Bleche zu schaffen, die einfach im Aufbau ist und außerdem relativ klein ausfällt. Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß das z. B. feststehende Anschlußstück ein Bolzen und das z. B. drehbare Schaltstück eine den Bolzen konzentrisch umfassende Hülse ist und daß die zur Stromübertragung dienenden federnden Bleche scheibenförmige, aneinandergereihte, den Bolzen umfassende und zwischen Bolzen und Hülse eingesprengte Bleche sind.

Die Zeichnungen zeigen einige Ausführungsbeispiele der Erfindung. In Fig. 1 ist eine gemäß der Erfindung aufgebaute Kontaktvorrichtung im Schnitt dargestellt. Zwischen dem Anschlußbolzen i, von dem angenommen werden soll, daß er im Räume feststehen muß, weil daran eine Anschlußleitung festgeklemmt wird, und dem mit einem hülsenartigen Fortsatz versehenen Bauteil 2, der auf einem sich beim Ein- und Ausschalten drehenden Isolator befestigt ist und ein Schaltstück trägt, sind die federnden scheibenförmigen Bleche 3 eingesprengt. Zur Vergrößerung der Federung sind die Scheiben nicht eben ausgeführt, sondern sie haben beispielsweise die in Fig. 1 dargestellte Form, wobei der innere Rand jedes Federbleches annähernd senkrecht zur Mantelfläche des Bolzens steht und der äußere Rand annähernd senkrecht zur Mantelfläche der Hülse liegt, damit eine für den Stromübergang hinreichende Kontaktkraft erzeugt wird.

Damit die aufeinandergestapelten scheibenförmigen Federbleche sich gegenseitig nicht behindern, ist es vorteilhaft, sie voneinander zu distanzieren, was beispielsweise in besonders einfacher Art durch eingelegte Drahtringe 4 geschehen kann.

Die Federwirkung wird außerdem erhöht und die Zahl der Stromübergangsstellen vergrößert, wenn, wie dies der Fig. 2 zu entnehmen ist, die scheibenförmigen Federbleche 3 eine Anzahl vom inneren oder äußeren Rand oder von beiden Rändern ausgehende Schlitze 5 aufweisen. Hierbei ist es aus mehreren Gründen vorteilhaft, wenn die Schlitze einen annähernd radialen Verlauf aufweisen.

Eine besonders große Federwirkung wird erzielt, wenn gemäß Fig. 3 die Schlitze 5 eine der- go artige Länge aufweisen, daß sie sich gegenseitig übergreifen.

Der Einbau der scheibenförmigen Federbleche erfolgt einfach und zeitsparend, wenn nach Fig. 4 eine Anzahl dieser Bleche zwischen zwei Deckplatten 6 und mittels die Deckplatten verbindender Spanndrähte 7 zu einem Paket zusammengefaßt sind, das in dem hülsenartigen Teil 2 eingesetzt ist, wobei der für den Stromübergang erforderliche Spreizdruck durch das Einführen des Bolzens 1 dadurch erzielt ist, daß der Durchmesser des Bolzens etwas größer ist als die Löcher in den ungespannten Federscheiben 3.

Die Anordnung von Spanndrähten 7 oder von Spannleisten ist besonders einfach, wenn diese durch die in den scheibenförmigen Federblechen 3 vorgesehenen Schlitze 5 hindurchgeführt sind, wie dies die Fig. 5 erkennen läßt.

Herstellungsmäßig und auch hinsichtlich der Federwirkung kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die einzelnen scheibenförmigen Bleche gemäß Fig. 6 aus federnden Segmenten 8 zusammengesetzt sind, die in der richtigen Lage zueinander durch Spanndrähte oder Spannleisten 9" festgehalten sind, die durch die von den Segmenten 8 gebildeten Zwischenräume 10 hindurchgeführt sind. Die Fig. 7 zeigt in etwas vergrößerter Darstellung die Führung der federnden Segmente 8 durch Spannleisten 9 und die Befestigung letzterer in den Deckplatten 6. Ferner ist die Wirkung der Distanzringe 4 erkennbar.

Besondere Distanzringe 4 können entfallen, wenn die scheibenförmigen Bleche 3 oder die einzelnen federnden Segmente 8 gemäß den Fig. 8, 9 und 10 aus dem Blech herausgebogene ösen 11 zur Distanzierung der aufeinandergestapelten Bleche 3

aufweisen. Es erweist sich in diesem Falle als besonders vorteilhaft, die Spanndrähte, Spannleisten oder Spannbolzen 12 durch Ausnehmungen 13 hindurchzuführen, die in den scheibenförmigen Blechen 3 oder den federnden Segmenten 8 durch das Herausbiegen der ösen 11 entstanden sind.

Für das Spannen der federnden Scheiben 3 oder der Segmente 8 durch das Eindrücken des Bolzens ι erweist es sich als besonders günstig, wenn die federnden Scheiben oder die Segmente eine solche Form aufweisen und derart in der Hülse 2 angeordnet sind, daß beim Eindrücken des Bolzens ι eine Stauchung der Scheiben vermeidbar ist. Wie aus der Fig. 11 zu erkennen ist, können beim Eindrücken des Bolzens 1, bedingt durch die Form der Scheiben 3 und durch ihre Anordnung in der Hülse 2, die inneren Ränder der Scheiben 3 etwas ausweichen, so daß keine Stauchung eintreten kann.

Ein besonders einfacher und billiger Aufbau der Kontaktvorrichtung kann dadurch erreicht werden, daß die Federbleche 3 so bemessen sind und in solcher Anzahl vorgesehen sind, daß sie außer zur Stromübertragung auch zur Lagerung und Führung des Anschlußstückes — beispielsweise des Anschlußbolztns 1 in Fig. 1 — in radialer Richtung und zur Aufnahme der auftretenden Kräfte tauglich sind.

Weiter kann zur Begrenzung der Axialbewegung und zur Aufnahme der Axialkräfte der Bolzen 1 einen Bund 14 (s. Fig. 1) od. dgl. aufweisen und der hülsenartige Teil 2 mit einer abnehmbaren Scheibe 15 versehen sein.

Schließlich sei noch auf den besonderen Vorteil der erfmdungsgemäßen Anordnung hingewiesen,

wonach bei gleichbleibenden Abmessungen der Federbleche 3 lediglich durch eine Vermehrung oder Verminderung der Anzahl der Federbleche verschieden hohe Ströme übertragbar sind.

Für eine gute Stromübertragung ist ein mögliehst hoher Wert der von den Federblechen ausgeübten Kontaktkraft anzustreben. Trotzdem kann die zwischen dem Anschlußbolzen 1 und den Federblechen 3 auftretende Reibung niedriggehalten werden, wenn die Mantelfläche des Bolzens und die Oberfläche der Federbleche, wenigstens an jenen Stellen, an denen sich diese Teile berühren, versilbert sind, weil das verhältnismäßig weiche Silber eine Art Schmierwirkung ausübt. Sind auch noch die Innenfläche der Hülse 2 und die damit in Berührung stehenden Stellen der federnden Scheiben 3 versilbert, so wird für den Stromübergang ein sehr kleiner und vor allem wenig veränderlicher Übergangswiderstand erzielt, so daß mit einer verhältnismäßig geringen Scheibenzahl relativ hohe '55 Ströme dauernd übertragen werden können.

Claims (15)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Kontaktvorrichtung zur Übertragung großer Ströme von einem drehbaren Schaltstück auf ein feststehendes Anschlußstück oder umgekehrt mittels federnder Bleche, dadurch gekennzeichnet, daß das z. B. feststehende Anschlußstück ein Bolzen (1) und das z. B. drehbare Schaltstück eine den Bolzen konzentrisch umfassende Hülse (2) ist und daß die zur Stromübertragung dienenden federnden Bleche scheibenförmige, aneinandergereihte, den Bolzen umfassende und zwischen Bolzen und Hülse eingesprengte Bleche (3) sind.
2. 2. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Rand jedes federnden Bleches annähernd senkrecht zur Mantelfläche des Bolzens (1) und der äußere Rand annähernd senkrecht zur inneren Mantelfläche der Hülse (2) steht.
3. 3. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den einzelnen Blechen durch Drahtringe

   (4) eingehalten ist.
4. 4. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche (3) eine Anzahl vom inneren oder äußeren Rand oder von beiden Rändern ausgehende Schlitze

   (5) aufweisen.
5. 5. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (5) annähernd radial verlaufen.
6. 6. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 5 mit vom äußeren Rand und vom inneren Rand go ausgehenden, annähernd radial verlaufenden Schlitzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (5) eine derartige Länge aufweisen, daß sie sich gegenseitig übergreifen (Fig. 3).
7. 7. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche (3) durch zwei Deckplatten (6) und durch die Deckplatten verbindende Spanndrähte (7) oder Spannleisten zu einem Paket zusammengefaßt sind (Fig. 4), das in der Hülse (2) eingesetzt ist, und daß der für den Stromübergang erforderliche Spreizdruck beim Einführen des Bolzens (1) dadurch entsteht, daß der Durchmesser des Bolzens etwas größer gehalten ist als der Lochdurchmesser in den ungespannten Blechen.
8. 8. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanndrähte (7) oder Spannleisten durch die in den Blechen vorgesehenen Schlitze (5) hindurchgeführt sind.
9. 9. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes scheibenförmige Blech aus federnden Segmenten (8) zusammengesetzt ist, die in der richtigen Lage zueinander durch Spanndrähte oder Spannleisten (9) festgehalten sind, und daß letztere durch die zwisehen den Segmenten vorhandenen Zwischenräume (10) hindurchgeführt sind (Fig. 6).
10. 10. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche

    (3) oder die einzelnen Blechsegmente (8) aus lao dem Blech herausgebogene Ösen (11) zur Distanzierung der scheibenförmigen Bleche aufweisen (Fig. 9).
11. 11. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 7 und

    10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanndrähte oder Spannleisten durch Ausnehmungen

    (i3) hindurchgeführt sind, die in den Blechen oder Blechsegmenten durch das Herausbiegen der ösen (i i) entstanden sind (Fig. 9 und 10).
12. 12. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche (3) oder Blechsegmente (8) eine solche Formgebung haben, daß sie beim Eindrücken des Bolzens nicht gestaucht werden.
13. 13. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche oder Blechsegmente durch ihre Ausbildung und Anzahl außer zur Stromübertragung auch zur Lagerung und Führung des Bolzens (1) in radialer Richtung und zur Aufnahme der dabei auftretenden Kräfte dienen.
14. 14. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Bolzens (1) mit einem Bund (14) od. dgl. versehen ist und auf einer an der Hülse (2) abnehmbar befestigten Scheibe (15) aufsitzt (Fig. 1).
15. 15. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche des Bolzens (1), die Innenfläche der Hülse (2) sowie wenigstens die Flächenteile der Bleche (3) oder Blechsegmente (8), die den Bolzen und die Hülse berühren, versilbert sind.

    In Betracht gezogene Druckschriften:
    Deutsche Patentschriften Nr. 494 328, 586 598.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

    $£09 706/298 10.56 (709 5W17 7.57)