Schaltkontaktanordnung mit einem Kontakthebel und einem biegsamen Leiter

Abstract

 Eine Schaltkontaktanordnung (3) eines elektrischen Schaltgerätes weist Kontakthebel (7) und je einen mit diesen durch Wärmeanwendung fest verbundenen biegsamen Leiter (9) auf. Die Kontakthebel (7) besitzen trapezförmig gestaltete Aufnahmetaschen (16) zur Aufnahme entsprechend trapezförmig geformter Endabschnitte (17) der biegsamen Leiter (9). Die Gestaltung der Aufnahmetasche (16) ermöglicht eine mehrseitige und hochwertige Verbindung der biegsamen Leiter (9) mit den Kontakthebeln (7) mittels bekannter Verfahren, z. B. Widerstandslöten oder Widerstandsschweißen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Schaltkontaktanordnung eines elektrischen Schaltgerätes mit einem Kontakthebel und wenigstens einem mit dem Kontakthebel durch Wärmeanwendung fest verbundenen biegsamen Leiter, wobei an einem Ende des Kontakthebels eine Aufnahmetasche für einen verfestigten Endabschnitt des biegsamen Leiters ausgebildet ist und die Aufnahmetasche eine Bodenfläche und drei etwa rechtwinklig zur Bodenfläche stehende Seitenflächen aufweist.

[0002] Eine Kontaktanordnung dieser Art ist in der EP 0 467 798 B1 beschrieben. Die Aufnahmetasche hat dabei eine rechteckige Bodenfläche, die durch Verbindung von zwei Grundlamellen des Kontakthebels gebildet ist, von denen nur die eine einen Ausschnitt aufweist. Die durch den Ausschnitt gebildeten Seitenflächen der Aufnahmetasche stehen rechtwinklig zueinander und sind nahe der Mündung abgeschrägt.

[0003] Die Anordnung nach der genannten EP 0 467 798 B1 ist für eine Verbindung des biegsamen Leiters und des Kontakthebels durch Schweißen ohne Materialzufuhr vorgesehen. Dabei wird mittels unter Druck aufgesetzter Elektroden ein elektrischer Strom solcher Größe durch die zu verbindenden Teile geleitet, dass diese flächenhaft miteinander verschmelzen (Widerstandsschweißen).

[0004] Neben dem Widerstandsschweißen ist es auch bekannt, weitere Arten der Verbindung anzuwenden, bei denen Wärme angewendet wird. Hiezu gehören insbesondere das Elektronenstrahlschweißen (DE 44 16 104 A1) und das elektrische Widerstandslöten. Bei dem letztgenannten Verfahren wird in bekannter Weise ein Lotmaterial zugeführt, beispielsweise in der Gestalt einer Folie oder eines dünnen Bleches, das zwischen die zu verbindenden Teile eingelegt wird, bevor die Erwärmung erfolgt.

[0005] Durch die Erfindung soll die Qualität der Verbindung von Kontakthebeln und biegsamen Leitern verbessert werden.

[0006] Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Bodenfläche eine etwa trapezförmig erweiterte und der Endabschnitt eine der Bodenfläche angepasste Gestalt aufweisen.

[0007] Diese ohne zusätzlichen Aufwand mögliche Gestaltung vergrößert den Bindeanteil bei Widerstandslöten oder Widerstandsschweißen und verringert dadurch die Erwärmung durch den in einem Schaltgerät fließenden Strom.

[0008] Eine weitere vorteilhafte Eigenschaft ist eine Erhöhung des seitlichen Widerstandsmomentes der Kombination aus Kontakthebel und biegsamem Leiter. Hierdurch steigt die Beständigkeit der Verbindungsstelle von Kontakthebel und biegsamem Leiter gegen die starken Kräfte, die bei der Beanspruchung von Schaltgeräten mit einem Kurzschlussstrom auftreten.

[0009] Ferner erweist sich die Erfindung als vorteilhaft bei automatisierten Fertigungsprozessen, bei denen durch die trapezförmige Gestaltung die Ausrichtung und Zentrierung des biegsamen Leiters relativ zu dem Kontakthebel erleichtert wird.

[0010] Insbesondere für das Widerstandslöten mit in die Aufnahmetasche einzulegender Lotfolie kann es sich empfehlen, dass die Seitenflächen der Aufnahmetasche unter einem stumpfen Winkel zur Bodenfläche stehen. Hierdurch kommt es zu einer intensiven Berührung des verdichteten Ende des biegsamen Leiters und den Seitenwänden der Aufnahmetasche und demzufolge zu einer weiteren Erhöhung des Bindeanteils.

[0011] Durch die Erfindung wird im Ergebnis erreicht, dass der Stromübergang zwischen dem Kontakthebel und dem biegsamen Leiter so erfolgt, als sei der Leiter in das Material des Kontakthebels eingebettet oder einstückig mit diesem. Damit werden der Übergangswiderstand und die Verlustleistung besonders niedrig.

[0012] Die Erfindung wird im Folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

[0013] Die Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Niederspannungs-Leistungsschalter im Schnitt.

[0014] Die Figur 2 zeigt einen Kontaktträger des in Figur 1 gezeigten Niederspannungs-Leistungsschalters mit mehreren Kontakthebeln und angrenzenden Teilen.

[0015] Die Figur 3 zeigt einen einzelnen Kontakthebel und einen mit diesem zu verbindenden biegsamen Leiter.

[0016] Die Figur 4 zeigt den Kontakthebel und den biegsamen Leiter gemäß der Figur 3 im verbundenen Zustand.

[0017] Die Figur 5 zeigt eine Stirnansicht eines Kontakthebels mit einer Aufnahmetasche.

[0018] Der in der Figur 1 schematisch gezeigte Niederspannungs-Leistungsschalter 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in dem mehrere Schaltpole parallel nebeneinander angeordnet sind. Jeder der Schaltpole umfasst eine Schaltkontaktanordnung 3 mit zugehöriger Lichtbogenlöschkammer 4. Jede der Schaltkontaktanordnungen 3 weist einen feststehenden Schaltkontakt 5 sowie einen bewegbaren Schaltkontakt 6 auf, der mehrere Kontakthebel 7 bzw. 7k und einen im Gehäuse 2 schwenkbar gelagerten Kotaktträger 8 umfasst. Die Kontakthebel 7 und 7k sind relativ zum Kontaktträger 8 schwenkbar angeordnet, wobei die längeren Kontakthebel 7 Haupt- und Vorkontakte und die kürzeren Kontakthebel 7k nur Hauptkontakte aufweisen. Biegsame Leiter 9 verbinden die Kontakthebel 7 bzw. 7k mit einem unteren ortsfesten Stromleiter 10, der zusammen mit einem oberen ortsfesten Stromleiter 11 die Verbindung des Leistungsschalters 1 mit einem Laststromkreis gestattet. Eine gleichfalls in dem Gehäuse 2 untergebrachte Antriebsvorrichtung 12 dient zur Betätigung der bewegbaren Schaltkontakte 6 mittels eines Hebelgestänges 13.

[0019] Ein bewegbarer Schaltkontakt 6 mit seinen Kontakthebeln 7, 7k und seinem Kontaktträger 8 ist näher in der Figur 2 veranschaulicht. Die gezeigte Anzahl von Kontakthebeln 7, 7k ist lediglich als Beispiel zu verstehen, weil je nach der Bemessung des Leistungsschalters 1 eine geringere oder größere Anzahl solcher Kontakthebeln benötigt werden kann. Wie man erkennt, ist in jedem Fall die Anzahl von Kontakthebeln und zugehörigen biegsamen Leiter in einem mehrpoligen Leistungsschalter beträchtlich. Da jede der Verbindungsstellen eines biegsamen Leiters 9 mit einem Kontakthebel 7 bzw. 7k mit einem elektrischen Übergangswiderstand behaftet sein kann, ist somit eine hohe Güte der Verbindungsstellen erwünscht, um die elektrische Verlustleistung und somit die Erwärmung des Leistungsschalters niedrig zu halten. Zugleich kommt es darauf an, die Verbindungen rasch und in gleichmäßiger Qualität herstellen zu können.

[0020] Die Figur 3 veranschaulicht einen einzelnen Kontakthebel 7 und einen mit diesem fest zu verbindenden biegsamen Leiter 9. Der Kontakthebel 7 ist in bekannter Weise aus Kupferblech hergestellt und besitzt eine Lageröffnung 14 zur Aufnahme eines Lagerbolzens, der in seitlichen Wangen des Kontaktträgers 8 (Figuren 1 und 2) aufgenommen ist. An seiner den Kontaktstellen gegenüberliegenden Rückseite besitzt der Kontakthebel 7 in bekannter Weise Zapfen 15 zum Eingreifen in Schraubendruckfedern, die in dem Kontaktträger 8 abgestützt sind und welche im eingeschalteten Zustand des Leistungsschalters 1 für eine angemessene Kontaktkraft zwischen den Kontakthebeln 7 und dem ortsfesten Schaltkontakt sorgen. An seinem unteren Ende ist jeder Kontakthebel 7 mit einer Aufnahmetasche 16 für einen verfestigten Endteil 17 des biegsamen Leiters 10 versehen. In dem gezeigten Beispiel weist der biegsame Leiter 10 drei parallele biegsame Leiterseile 18 auf, die in bekannter Weise gleichfalls aus feindrahtiger biegsamer Kupferlitze bestehen. An den Enden sind die drei Leiterseile 18 durch Anwendung eines hohen Druckes zu einem praktisch kompakten Körper verfestigt, der den erwähnten Endabschnitt bildet. Die Aufnahmetasche 16 ist ebenso wie der Endabschnitt 17 trapezförmig in der Weise geschaltet, dass beim Einsetzen des Endabschnittes 17 in die Aufnahmetasche 16 in der Richtung des in der Figur 3 gezeigten Pfeils 20 nicht nur eine flächenhafte Berührung mit der Bodenfläche 21, sondern auch eine dreiseitige Berührung an den Seitenflächen 22, 23 und 24 der Aufnahmetasche 16 stattfindet.

[0021] Als Verfahren zur Verbindung des biegsamen Leiters 10 mit den Kontakthebel 7 sind die eingangs erwähnten bekannten Verfahren, insbesondere Widerstandslöten und Widerstandsschweißen geeignet.

[0022] Die Trapezform der Aufnahmetasche 16 und des Endabschnittes 17 führen nicht nur zu einer flächenhaften Verbindung im Bereich der Bodenfläche 21, sondern auch an den Seitenflächen 22, 23 und 24. Dies gewährleistet einen guten Stromübergang zwischen den Kontakthebeln 7 und dem biegsamen Leiter 9 und zugleich eine wesentlich gesteigerte mechanische Festigkeit. Einheiten gemäß der Figur 4, die aus Kontakthebeln 7 und biegsamen Leitern 9 bestehen, eignen sich daher besonders für Leistungsschalter mit hohem Schaltvermögen.

[0023] Die anhand der Figuren 3 und 4 beschriebene trapezförmige Gestaltung von Aufnahmetaschen für biegsame Leiter ist in gleicher Weise auch für die kurzen Kontakthebel 7k vorgesehen.

[0024] Während bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 3 und 4 eine rechtwinklige Stellung der Seitenwände 22, 23 und 24 zur Bodenfläche 21 vorgesehen ist und demzufolge die entsprechenden Seitenflächen des Endabschnittes 17 gleichfalls rechtwinklig zueinander stehen, kann gemäß der Figur 5 auch eine gewissermaßen doppelte trapezförmige Gestalt einer Aufnahmetasche 25 mit entsprechend angepasster Form eines nicht gezeigten Endabschnittes eines biegsamen Leiters vorgesehen sein. Die Aufnahmetasche 25 weist entsprechend der Aufnahmetasche 16 (Figur 3) eine trapezförmige Bodenfläche 26 und Seitenflächen 27, 28 und 29 auf. Diese stehen stumpfwinklig zur Bodenfläche 26. Bei einer geeigneten Bemessung des zu der Aufnahmetasche 25 gehörenden Endabschnittes eines biegsamen Leiters lässt sich erreichen, dass unter dem Druck der in bekannter Weise vorgesehenen Löt- oder Schweißelektroden alle Verbindungsflächen miteinander in Berührung treten und überall ein hoher Bindeanteil erzielt wird.

Ansprüche

1. Schaltkontaktanordnung (3) eines elektrischen Schaltgerätes mit einem Kontakthebel (7, 7k) und wenigstens einem mit dem Kontakthebel (7, 7k) durch Wärmeanwendung fest verbundenen biegsamen Leiter (9), wobei an einem Ende des Kontakthebels (7, 7k) eine Aufnahmetasche (16) für einen verfestigten Endabschnitt (17) des biegsamen Leiters (9) ausgebildet ist und die Aufnahmetasche (16) eine Bodenfläche (21) und drei etwa rechtwinklig zur Bodenfläche (21) stehende Seitenflächen (22, 23, 24) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bodenfläche (21) eine etwa trapezförmig erweiterte und der Endabschnitt (17) eine der Bodenfläche (21) angepasste Gestalt aufweisen.

2. Kontaktanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Seitenflächen (27, 28, 29) der Aufnahmetasche (25) unter einem stumpfen Winkel zur Bodenfläche (26) stehen.

Zeichnung