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Dokumentenidentifikation DE69724535T2 24.06.2004
EP-Veröffentlichungsnummer 0000820079
Titel Schalter mit trennbaren Kontakten
Anmelder ABB Sace S.p.A., Mailand/Milano, IT
Erfinder Muscaglione, Giuseppe, 24040 Pontirolo Nuovo (Prov. of Bergamo), IT
Vertreter Schaumburg und Kollegen, 81679 München
DE-Aktenzeichen 69724535
Vertragsstaaten DE, ES, FR, GB, IT, NL
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 17.07.1997
EP-Aktenzeichen 971122338
EP-Offenlegungsdatum 21.01.1998
EP date of grant 03.09.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.06.2004
IPC-Hauptklasse H01H 1/42
IPC-Nebenklasse H01H 1/38   H02B 11/04   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schalter mit einem lösbaren elektrischen Kontakt, der aus einem festen Teil und einem beweglichen Teil besteht.

Es ist herkömmlicherweise bekannt, dass zum Beispiel in elektrischen Tafeln Schalter verwendet werden, die aus einem festen Teil bestehen, das dauerhaft mit den Schienen der elektrischen Stromversorgung und Verteilerschaltungen verbunden ist.

Die bewegliche oder entfernbare Struktur des Schalters ist mit dem festen Teil des Schalters verbunden; in diesem Teil sind auf bekannte Art und Weise alle Mechanismen zum Betätigen und Bedienen des Schalters angeordnet.

Den Schalter mit einem festen und einem entfernbaren Teil zu versehen, hat den Vorteil, dass es bei Wartung, Inspektion oder Austausch des Betätigungsmechanismus möglich ist, das entfernbare Teil zusammen mit allen elektrischen und mechanischen Bauteilen von dem festen Teil des Schalters zu entkoppeln, der dauerhaft mit den elektrischen Stromversorgungsschienen verbunden ist.

Bei herkömmlichen Schaltern erfolgt das Koppeln und Entkoppeln zwischen dem festen Teil und dem beweglichen Teil des Schalters derzeit mit Hilfe einer Cförmigen Haltestruktur, die mehrere zueinander parallele Plättchen oder Platten aufnimmt, die stapelförmig angeordnet sind, wobei sie auf der Vorderseite und auf der Rückseite Kontaktöffnungen oder Backen bilden, die eine elektrische Verbindung zu den elektrischen Stromversorgungs- und Verteilerschienen ermöglichen.

Die einzelnen stapelförmig angeordneten Platten oder Plättchen sind derart durch einen Halterahmen gehalten, dass sie oszillieren können; um die Plättchen der Backen elastisch vorzuspannen, ist ein Satz Federn vorgesehen, der auf die einzelnen Plättchen wirkt.

Herkömmliche Kontakte, die Backen bilden und aus einem Stapel Platten oder Plättchen bestehen, die in Form einer Backe ausgestanzt sind, und die Vorspannfedern und die Halterung stellen eine konstruktive Anordnung da, die ein beträchtliches Gewicht und einen komplexen Aufbau hat. Ferner erfordert der Zusammenbau der einzelnen Teile einen hohen Arbeitsaufwand. Desweiteren sind die Funktionalität, das elektrische Verhalten und vor allem die Zuverlässlichkeit herkömmlicher Backen unbefriedigend. Daher fließt beispielsweise bei einem erheblichen Fluchtungsfehler zwischen den Leiterschienen des festen Teils und des beweglichen Teils ein Strom nur in einigen Bereichen und nicht einheitlich und gleichmäßig durch die gesamte Ausdehnung oder Breite des Kontakts; dielektrische Phänomene verursachen ebenfalls Störungen.

Ein weiterer Nachteil der oben beschriebenen herkömmlichen Kontakte besteht darin, dass eine Vielzahl unterschiedlicher konstruktiver Elemente benötigt wird, um den Kontakt zu bilden.

DE-A-44 14 917 offenbart eine elektrische Kontaktbaugruppe, bei der die Kontaktelemente aus mehreren unterschiedlichen separaten Plättchen gebildet sind.

US-A-S 482 481 offenbart einen Sammelschienenverbinder, bei dem die Kontaktelemente aus mehreren unterschiedlichen separaten Plättchen gebildet sind.

US-A-3 097 904 offenbart einen Schalter, bei dem die Kontaktelemente aus mehreren unterschiedlichen separaten Plättchen gebildet sind.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des Stands der Technik zu umgehen und einen elektrischen Kontakt für einen zerlegbaren oder lösbaren Schalter bereitzustellen, der es ermöglicht, ein festes Teil mit einem beweglichen Teil eines Schalters zu verbinden, der die oben beschriebenen Nachteile des Stands der Technik nicht aufweist, der eine vereinfachte Bauweise und sehr wenig Bauteile hat, der kompakt und vor allem leichter ist und der schließlich eine größtmögliche Zuverlässigkeit hinsichtlich des Leitens von elektrischem Strom gewährleistet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der mit lösbaren elektrischen Kontakten versehene elektrische Schalter nach Anspruch 1 definiert.

Vorteilhafterweise sind zum elastischen Vorspannen der Plättchen Federmittel mit den angrenzenden Kontaktplättchen verbunden.

Vorteilhafterweise sind die Metallplatten, welche die Plättchen bilden, zueinander parallel und mit Hilfe eines Abstandsmittels voneinander beabstandet, um so zwei einander gegenüberliegende Sitze zu bilden, die zum Einsetzen der Leiterschienen klemmenförmig sind.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die Metallplatten plastisch geformt und in einem Kreis angeordnet, um so zusammen mit den angrenzenden Plättchen Ringe zu bilden, welche die Stromleiterschienen aufnehmen. Vorteilhafterweise sind die zwei Ringe aus Plättchen zusammengesetzt, wobei die Öffnungen der Ringe in entgegengesetzten Richtungen angeordnet sind.

Vorteilhafterweise sind Blattfedern mit den zueinander parallelen Platten oder Plättchen verbunden und wirken auf die einzelnen Plättchen.

Falls die Plättchen in einem Ring angeordnet sind, sind die freien Enden der Plättchen von einer toroidalen Blattfeder umgeben.

Es ist ebenfalls vorteilhaft, einen Ring aus Plättchen mit einem kleineren oder größeren Durchmesser als den anderen Ring aus Plättchen zu versehen.

Der gemäß der vorliegenden Erfindung konzipierte Schalter wird nun detaillierter beschrieben und mittels einiger Ausführungsbeispiele beispielhaft in den beiliegenden Zeichnungen erläutert, in denen:

1 eine Ansicht eines Kontaktes ist, der aus zwei parallelen Plättchenstreifen besteht;

2 eine Draufsicht des Kontakts gemäß 1 ist;

3 eine. Schnittansicht zweier Kontakte ist, die wie ein Ring aus Plättchen geformt und zusammengesetzt sind;

4 eine Schnittansicht eines ringförmigen Plättchenkontakts ist, der mit einer Blattfeder versehen ist, die sich um den ringförmigen Kontakt legt;

5 eine Schnittansicht eines ringförmigen Kontakts gemäß 4 ist, der jedoch unterschiedliche ringförmige Durchmesser hat;

6 eine Schnittansicht eines ringförmigen Kontakts mit einem scheibenförmigen Element ist;

7 eine Schnittansicht eines ringförmigen Kontakts mit einer kleineren feststehenden Schiene und einem Durchmesseradapter ist;

8 eine schematische Ansicht eines Streifens ist, der auf eine Ebene projiziert ist und das ausgestanzte Kontaktplättchen bildet.

Wie in 1 dargestellt, besteht der gezeigte Kontakt, der im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist, aus zwei Platten 2 und 3, die aus Metall, beispielsweise Kupfer, bestehen.

Die Platten 2 und 3 sind mit Hilfe einer zentralen Rippe 4 voneinander beabstandet, um so zwei voneinander abgewandte Öffnungen 5 und 6 zu bilden, die wie eine Klemme oder Backe geformt sind.

Die Platten 2 und 3 sind mittels Schrauben 7 mit der Abstandsrippe 4 verbunden.

Jede Platte hat an ihren freien Enden einen Bereich, der bogenförmig geformt oder geprägt ist, um so kleine Kontaktflächen zu bilden. Die bogenförmigen Bereiche sind im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 8 bezeichnet.

Die Platten sind mittels Blattfedern 9 vorgespannt.

Schienen 10 und 11 zum Zuführen bzw. Verteilen von Strom können in die klemmenähnlichen Öffnungen 5 und 6 eingesetzt werden.

Mittels der Vorspannung, die mit Hilfe der Blattfedern 9 erfolgt, sind die bogenförmigen Bereiche 8 der Plättchen 14 immer in engem Kontakt mit den Leiterschienen 10 und 11. Vorteilhafterweise nimmt die Abstandsrippe 4 einen Halter 12 auf, der ausgerichtet werden kann; der Halter 12 ist beispielsweise mittels Schrauben mit den Enden der Schiene 11 verbunden, um elektrische Energie zu liefern.

Die klemmenähnliche Öffnung, die mit dem Bezugszeichen 5 bezeichnet ist, nimmt die Verteilerschiene 10 auf, die Teil der beweglichen Struktur (f) des Schalters (nicht dargestellt) ist.

2, welche eine Draufsicht des Kontakts ist, zeigt, dass die Metallstreifen 2 und 3 parallele Nuten 13 haben, um mehrere angrenzende Plättchen 14 zu bilden, die sich elastisch bewegen können.

1 und 2 zeigen das spezielle Ausführungsbeispiel der Blattfeder 9, die vorgespannt ist und darauf abzielt, die Plättchen 14 gegen die Leiterschienen 10 und 11 zu drücken.

Die Metallplatten 2 und 3 und die Federn 9 sind mittels Schrauben 7 fest mit der Abstandsrippe 4 verbunden.

Durch das Vorsehen des Halters 12, der mit der Rippe 4 verbunden ist, so dass diese oszillieren kann, kann der gesamte Kontakt 1 fest mit der Stromversorgungsschiene 11 verbunden werden, und mittels Schrauben 15, die den Halter 12 mit der Abstandsrippe 4 verbinden, ist es möglich, den Halter 12 bezüglich der Schiene 11 anzupassen (zu schwenken).

Die Platten 2 und 3, welche die Kontaktplättchen 14 bilden, sind in dem Beispiel gemäß 1 und 2 als flache Streifen ausgebildet, die parallel zueinander angeordnet sind, und bilden eine Öffnung 5 und 6, die klemmenförmig oder bakkenförmig und an den zwei entgegengesetzten Seiten offen ist.

3 ist eine Schnittansicht eines Kontakts 100, der aus zwei Ringen 101 und 102 besteht, die aus zweckmäßig geformten Metallplatten bestehen. Die Ringe 101 und 102 sind entlang dem Umfang durch Plättchen 103 gebildet, die Öftnungen 104 und 105 bilden, um das Einsetzen einer zylindrischen Stromversorgungsschiene 106 und einer Stomverteilerschiene (nicht dargestellt) zu ermöglichen.

Vorteilhafterweise ist die Schiene 106 im Inneren des Rings aus Plättchen 101 durch Zwischenschalten einer Buchse 130 und mittels einer Sicherungsschraube 107 befestigt.

Die zylindrische Kontaktschiene (nicht dargestellt), die zu der lösbaren Struktur des Schalters gehört, kann in die Öffnung 104 des Rings aus Plättchen 102 eingesetzt werden.

Um sicherzustellen, dass die Kontaktflächen 108 und 109 der Plättchen 103 immer in engem Kontakt mit jeweils der Stromversorgungsschiene 106 und der Verteilerschiene stehen, sind die Plättchen 103 an ihren freien Enden jeweils von einer ringförmigen Feder 110 und 111 umgeben. Die Federn drücken die Plättchen 103 dauerhaft zu dem Innerem der Ringe 101 und 102 hin.

Besonders vorteilhaft ist es, dass der Ring 101 einen zentralen Kragen 112 hat, der durch den Boden des Rings 102 hindurch tritt, und dass am Boden des Rings 102 das Ende des Kragens derart geformt ist, dass es ein schmales kreisförmiges Element 113 bildet, das eine zurückgebogene Kante hat, um so die Ringe 101 und 102 fest miteinander zu verbinden.

In dem Beispiel gemäß 4 ist der Ring 101 mit dem Ring 102 mittels eines rohrförmigen Niets 120 verbunden, das den Durchtritt für den Schaft der Verbindungsschraube 107 ermöglicht. Desweiteren sind anders als in 3 die Plättchen von einer Feder 121 bzw. 122 umgeben, die entlang dem Umfang liegt und vorteilhafterweise aus ausgestanztem harmonischen Stahl besteht, der so geformt ist, dass er Plättchen bildet, die den Plättchen 103 entsprechen.

Die aus harmonischem Stahl bestehenden Ringe 121 und 122 wirken als Federmittel, die darauf abzielen, die einzelnen Plättchen 103 der Ringe 101 und 102 zur Mitte der backenähnlichen Öffnungen hinzudrücken.

5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Kontakts, der im Wesentlichen dem in 4 gezeigten Kontakt entspricht, außer, dass der backenähnliche Öffnungsdurchmesser des Rings aus Plättchen 102 größer ist als der Durchmesser der Öffnung des Rings aus Plättchen 101.

Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass sie die Verwendung von Stromversorgungsschienen ermöglicht, die einen anderen Durchmesser haben als die elektrischen Stromverteilerschienen oder umgekehrt.

Die 6 bis 8 zeigen einen ringförmigen Kontakt mit einem scheibenförmigen Element, das allgemein mit dem Bezugszeichen 200 bezeichnet ist, das ein tragendes scheibenförmiges Element 201 hat, das, wie im Folgenden beschrieben ist, mit der feststehenden Schiene 202 verbunden ist. Ein Ring aus Plättchen 203 und 204 ist an dem Umfangsbereich des scheibenförmigen Elements 201 vorgesehen; die Plättchen sind jeweils auf die sich bewegende Kontaktschiene und die feststehende Kontaktschiene 202 gerichtet.

Wie in 8 deutlicher gezeigt, erhält man die Plättchen 203 und 204 durch Ausstanzen eines Kupferstreifens, der derart geformt ist, dass er die gewünschte Konfiguration annimmt.

Desweiteren ist es wahlweise möglich, einzelne Plättchen bereitzustellen, die in entsprechende Nuten eingesetzt werden, die in dem Umfangsbereich des scheibenförmigen Elements gebildet sind.

Die aus dem Streifen oder einzeln hergestellten Plättchen sind von einer Blattfeder 205 umgeben und außen gehalten, die durch einen an dem Umfangsbereich des scheibenförmigen Elements 201 angeordneten externen Begrenzungsrings 207, oder wahlweise durch elastische Ringe 208 in Stellung gehalten ist, die, wie in 7 gezeigt ist, in den Ring aus Plättchen 203 und den Ring aus Plättchen 204 eingreifen.

Um eine Oszillation des Rings aus Plättchen zu ermöglichen, ist das scheibenförmige Element 201 durch eine Schraube 210 in Stellung gehalten, die einen Flansch 211 hält, der über dem Loch 212 liegt, in das ein auf dem festen Kontakt gebildeter Zapfen 213 eingreift.

Um die Oszillation zu führen, hat der feste Kontakt ein stumpfförmiges Ende 214, das eine leichte Oszillation des scheibenförmigen Elements 201 und dementsprechend des gesamten Plättchenkontakts ermöglicht.

Diese Form kann, anstatt dass sie wie in 6 gezeigt monolitisch auf der Schiene 202 ausgebildet ist, auf einem Einsatz 220 ausgebildet sein, der mit der Schiene 202 verbunden ist Um die unterschiedlichen Durchmesser der feststehenden Schienen 202 wie in 7 gezeigt auszugleichen, kann ein Adapterflansch 230 vorgesehen sein, der an der kleineren Schiene befestigt ist, so dass diese die Abmessungen der größten Schiene annimmt, für die die Abmessungen des Plättchenkontakts gewählt sind.

Wie in 7 gezeigt, kann der Adapterflansch mittels der Kopplung des Einsatzes 220 in Stellung halten werden.

Die so konzipierte Erfindung kann auf vielfältige Weise im Rahmen ein und desselben Erfindungsgedankens abgeändert und variiert werden.

Ebenso können alle Detailteile durch andere technisch entsprechende Elemente ersetzt werden.

In der Praxis können die verwendeten Materialien sowie die möglichen Formen und Abmessungen je nach Anforderung verschieden sein.

Folgen in den Patentansprüchen auf technische Merkmale Bezugszeichen, dienen diese lediglich der besseren Verständlichkeit der Ansprüche und haben folglich keine einschränkende Wirkung auf den Zweck eines Elements, das beispielhaft durch solche Bezugszeichen gekennzeichnet ist.


Anspruch[de]
  1. Elektrischer Schalter, bestehend aus einem festen und einem trennbaren Teil, die mit trennbaren elektronischen Kontakten versehen sind, die zwei Metallplatten (2, 3) umfassen, die derart ausgestanzt oder geschnitten sind, dass sie eine Vielzahl von angrenzenden Kontaktplättchen (14, 103) definieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallplatten plastisch verformt und in einem Kreis angeordnet sind, so dass sie jeweils Ringe (101, 102, 203, 204) zusammen mit den angrenzenden Plättchen (103) bilden, wobei die Ringe Öffnungen (104, 105) zum Aufnehmen jeweils einer festen Stromleiterschiene (106, 202) und einer abnehmbaren Stomverteilerschiene bilden.
  2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Öffnungen (104, 105) in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet sind.
  3. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass freie Enden der Plättchen in einem Kreis angeordnet sind und von einer Blattfeder (121, 122, 205) umgeben sind, um elastischen Druck in eine im Wesentlichen radiale Richtung auszuüben.
  4. Elektrischer Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfeder (121, 122) toroidal ist.
  5. Elektrischer Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden der Plättchen (103) in Umfangsrichtung eine Fuge haben, die eine ringförmige Feder (110) aufnimmt.
  6. Elektrischer Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden der Plättchen (103) Kontaktflächen (180, 109) haben, die sich auf der Stromversorgungs- oder Verteilerschiene (106, 202) befinden.
  7. Elektrischer Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ring (101) aus Plättchen einen zentralen Kragen (112) hat, der durch den Boden des anderen Rings (102) aus Plättchen hindurch tritt, und dass am Boden des Rings (102, 204) aus Plättchen das Ende des Kragens derart verformt ist, dass er ein kreisförmiges Element (113) zum Zusammensetzen der Ringe (101, 102) bildet.
  8. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringe (101, 102) aus Plättchen verschiedene Durchmesser haben.
  9. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringe (101, 102) aus Plättchen mittels eines rohrförmigen Niets (120) zusammengesetzt werden, und dass der Niet (120) von dem Schaft einer Verbindungsschraube (107) durchsetzt wird.
  10. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er eine scheibenförmiges Element (201) umfasst, das mit der festen Stromleiterschiene (202) verbindbar ist, wobei die Ringe (203, 204) aus Plättchen mit einem peripheren Bereich des scheibenförmigen Elements (201) verbunden sind.
  11. Elektrischer Schalter nach den Ansprüchen 3 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Plättchen einzeln in Einkerbungen aufgenommen sind, die in dem peripheren Bereich des scheibenförmigen Elements (201) ausgebildet sind, und dass sie von der Blattfeder (205) in Position gehalten werden.
  12. Elektrischer Schalter nach den Ansprüchen 3 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass er ein äußeres ringförmiges Element (207) umfasst, das im Wesentlichen an dem scheibenförmigen Element (201) an der Blattfeder (205) anliegt.
  13. Elektrischer Schalter nach den Ansprüchen 3 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass er elastische Ringe (208) umfasst, die von der von dem scheibenförmigen Element (201) abgewandten Seite her an den Blattfedern (205) anliegen können.
  14. Elektrischer Schalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das scheibenförmige Element (201) mit einem zylinderförmigen Zapfen (213) verbunden ist, der starr an die feste Stromleiterschiene (202) gekoppelt ist und am Ende eines Bereichs (214) angeordnet ist, welcher im Wesentlichen wie eine stumpfförmige Fläche zum Oszillieren des scheibenförmigen Elements (201) bezüglich der festen Stromleiterschiene (202) geformt ist.
  15. Elektrischer Schalter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der geformte Bereich (214) monolithisch an dem Ende der festen Stromleiterschiene (202) ausgebildet ist.
  16. Elektrischer Schalter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der geformte Bereich (214) auf einem Einsatz (220) ausgebildet ist, der mit der festen Stromleiterschiene (202) verbunden ist.
  17. Elektrischer Schalter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Adapterflansch (230) umfasst, der an diejenige Schiene der Schienen gekoppelt werden kann, die den geringsten Durchmesser hat, damit die Durchmesser denselben Wert annehmen.
  18. Elektrischer Schalter nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Adaptertlansch mittels des Einsatzes (220) mit der festen Stromleiterschiene (202) verbunden ist.
Es folgen 5 Blatt Zeichnungen






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