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Title:
CONTACT ARRANGEMENT AND ELECTRIC SWITCHING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/139573
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a contact arrangement (1) for an electric switching device (8) having a first contact part (2) and a second contact part (3), wherein the first contact part (2) comprises at last one first contact finger (5.1 to 5.n), wherein the first contact finger (5.1 to 5.n) comprises a flexible and electrically conductive support element (S1) that extends in a longitudinal direction (Y) and a contact surface (K1) that this arranged on a free end of the support element (S1) and that extends away in the direction of the second contact part (3), wherein the contact surface (K1) in an electrically conductive state of the contact arrangement (K1) abuts the second contact part (3) with a pressing force produced by means of the support element (S1). According to the invention, the first contact finger (5.1 to 5.n) comprises a bi-metal arrangement (B) at least in the region of the support element (S1), which bi-metal arrangement is arranged and designed in such a manner that a deflection in the direction of the second contact part (3) occurs as a result of an increase in the temperature of the first contact finger (5.1 to 5.n). The invention further relates to an electric switching device, comprising at least such a contact arrangement.

Inventors:
BECK MICHAEL (DE)
KLOOS ANDREAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2013/054186
Publication Date:
September 26, 2013
Filing Date:
March 01, 2013
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
H01H1/50; H01H1/38
Domestic Patent References:
WO1999052119A11999-10-14
Foreign References:
EP1926112A12008-05-28
DE818058C1951-10-22
DE19612995C11997-10-02
DE19612995C11997-10-02
EP1068624B12002-01-02
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Claims:
Patentansprüche

1. Kontaktanordnung (1) für ein elektrisches Schaltgerät (8) mit einem ersten Kontaktteil (2) und einem zweiten Kontakt- teil (3), wobei das erste Kontaktteil (2) zumindest einen ersten Kontaktfinger (5.1 bis 5.n) umfasst, wobei der erste Kontaktfinger (5.1 bis 5.n) ein sich entlang einer Längsrichtung (Y) erstreckendes flexibles und elektrisch leitfähiges Stützelement (Sl) und eine an einem freien Ende des Stützele- mentes (Sl) angeordnete in Richtung des zweiten Kontakttei¬ les (3) abragende Kontaktfläche (Kl) umfasst, wobei die Kon¬ taktfläche (Kl) in einem elektrisch leitenden Zustand der Kontaktanordnung (1) mit einer mittels des Stützelementes (Sl) erzeugten Anpresskraft an dem zweiten Kontakt- teil (3) anliegt,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass der erste Kontaktfinger (5.1 bis 5.n) zumindest im Be¬ reich des Stützelementes (Sl) eine Bimetallanordnung (B) auf¬ weist, die derart angeordnet und ausgebildet ist, dass eine aus einer Erhöhung einer Temperatur des ersten Kontaktfingers (5.1 bis 5.n) resultierende Verbiegung in Richtung des zweiten Kontaktteiles (3) erfolgt.

2. Kontaktanordnung (1) nach Anspruch 1,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass die Bimetallanordnung (B) kraft-, Stoff- und/oder formschlüssig an dem Stützelement (Sl) befestigt ist.

3. Kontaktanordnung (1) nach Anspruch 1,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass die Bimetallanordnung (B) zumindest abschnittsweise das Stützelement (Sl) bildet.

4. Kontaktanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprü- che,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass zwischen dem ersten Kontaktfinger (5.1 bis 5.n) und dem zweiten Kontaktteil (3) zumindest ein zweiter Kontaktfin- ger (6.1 bis 6.m) angeordnet ist, wobei der zweite Kontakt¬ finger (6.1 bis 6.m) ein sich entlang der Längsrichtung (Y) erstreckendes flexibles Stützelement (S2) und eine an einem freien Ende des Stützelementes (S2) angeordnete in Richtung des zweiten Kontaktteiles (3) abragende Kontaktfläche (K2) umfasst, wobei die Kontaktfläche (K2) in einem elektrisch leitenden Zustand der Kontaktanordnung (1) mit einer mittels des Stützelementes (S2) erzeugten Anpresskraft an dem zweiten Kontaktteil (3) anliegt.

5. Kontaktanordnung (1) nach Anspruch 4,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass das Stützelement (S2) des zweiten Kontaktfin¬ gers (6.1 bis 6.m) aus einem einzigen Material gebildet ist.

6. Kontaktanordnung (1) nach Anspruch 4 oder 5,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass der erste Kontaktfinger (5.1 bis 5.n) an einer dem freien Ende des ersten Kontaktfingers (5.1 bis 5.n) gegenüberlie- genden Seite an einem Grundkörper (4) angeordnet ist und dass der zweite Kontaktfinger (6.1 bis 6.m) an einer dem freien Ende des zweiten Kontaktfingers (6.1 bis 6.m) gegenüberlie¬ genden Seite an einem weiteren Grundkörper (7) angeordnet ist, wobei die Grundkörper (4, 7) kraft-, Stoff- und/oder formschlüssig und elektrisch leitend miteinander verbunden sind .

7. Kontaktanordnung (1) nach Anspruch 6,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass eine Summe der Länge des Grundkörpers (7) und der Länge des Stützelementes (S2) des zweiten Kontaktfingers (6.1 bis 6.m) in Längsrichtung (Y) kleiner ist als eine Summe der Länge des Grundkörpers (4) und der Länge des Stütz¬ elementes (Sl) des ersten Kontaktfingers (5.1 bis 5.n).

8. Kontaktanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das erste Kontaktteil (2) mehrere nebeneinander angeord¬ nete erste Kontaktfinger (5.1 bis 5.n) umfasst, welche an ei¬ ner den freien Enden der ersten Kontaktfinger (5.1 bis 5.n) gegenüberliegenden Seite an einem gemeinsamen Grundkörper (4) angeordnet sind.

9. Kontaktanordnung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass das erste Kontaktteil (2) mehrere nebeneinander angeord- nete zweite Kontaktfinger (6.1 bis 6.n) umfasst, welche an einer den freien Enden der zweiten Kontaktfinger (6.1 bis 6.n) gegenüberliegenden Seite an einem gemeinsamen Grundkörper (7) angeordnet sind. 10. Kontaktanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass das erste Kontaktteil (2) ein hohlzylindrischer Körper ist, wobei das erste Kontaktteil (2) im elektrisch leitenden Zustand der Kontaktanordnung (1) eine Mantelfläche des zwei¬ ten Kontaktteiles (3) zumindest abschnittsweise konzentrisch umgibt .

11. Kontaktanordnung (1) nach einem der vorhergehenden An- Sprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass das erste Kontaktteil (2) zum Herstellen und Trennen des elektrisch leitenden Zustandes der Kontaktanordnung (1) in der Längsrichtung (Y) verschiebbar ist und/oder das zweite Kontaktteil (3) zum Herstellen und Trennen des elektrisch leitenden Zustandes der Kontaktanordnung (1) in der Längsrichtung (Y) verschiebbar ist.

12. Elektrisches Schaltgerät (8), umfassend zumindest eine Kontaktanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

Description:
Beschreibung

Kontaktanordnung und elektrisches Schaltgerät Die Erfindung betrifft eine Kontaktanordnung für ein elektrisches Schaltgerät mit einem ersten Kontaktteil und einem zweiten Kontaktteil, wobei das erste Kontaktteil zumindest einen ersten Kontaktfinger umfasst, wobei der erste Kontaktfinger ein sich entlang einer Längsrichtung erstreckendes flexibles und elektrisch leitfähiges Stützelement und eine an einem freien Ende des Stützelementes angeordnete in Richtung des zweiten Kontaktteiles abragende Kontaktfläche umfasst, wobei die Kontaktfläche in einem elektrisch leitenden Zustand der Kontaktanordnung mit einer mittels des Stützelementes er- zeugten Anpresskraft an dem zweiten Kontaktteil anliegt.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein elektrisches Schaltge ¬ rät, umfassend zumindest eine solche Kontaktanordnung. Aus der DE 196 12 995 Cl ist ein Kontaktstück für Hochspannungsschaltanlagen mit mehreren, auf einem Kreisumfang im Wesentlichen parallel zueinander angeordneten, federnden Kontaktfingern bekannt. Die Kontaktfinger weisen jeweils wenigstens ein freies Ende auf. Die Kontaktfinger bilden dabei Tei- le eines gemeinsamen einstückigen Gusskörpers. Jeder Kontakt ¬ finger ist für sich bedingt durch die Gussform in dielektrisch günstiger Form abgerundet. Die Kontaktfinger verbindende Gussstege sind wenigstens teilweise durch spanende Bear ¬ beitung entfernt.

Die EP 1 068 624 Bl beschreibt einen Kapselungsbaustein für eine gasisolierte Schaltanlage mit wenigstens einer in einer Kapselung angeordneten Strombahn. Bei einem am Übergang von einem horizontal verlaufenden Teil der Strombahn auf ein dazu vertikal verlaufendes Teil der Strombahn ist ein kombinierter Trenner/Erder-Schalter, ein so genannter Drei-Stellungs- Schalter, angeordnet. Bei dem Trenner/Erder-Schalter ist ein Schaltelement als zylindrisches, in seiner Längsrichtung ver- schiebbares, in die Strombahn integriertes Kontaktteil mit einem strombahnseitigen Kontaktbereich und einem kapselungs- seitigen Kontaktbereich ausgebildet. Dem Kontaktteil ist am Kapselungsgehäuse ein Erdungskontakt zugeordnet. Der kapse- lungsseitige Kontaktbereich des zylindrischen Kontaktteiles besteht aus einer Vielzahl von nach Art eines Zylindermantels angeordneten Kontaktfingern und der zugehörige Erdungskontakt ist als selbstabschirmendes, pinartiges Kontaktstück ausge ¬ bildet .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Kontaktanordnung für ein elektrisches Schaltgerät und ein Schaltgerät mit einer solchen Kontaktanordnung anzugeben.

Hinsichtlich der Kontaktanordnung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale und hinsichtlich des elektrischen Schaltgerätes durch die im Anspruch 12 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Eine Kontaktanordnung für ein elektrisches Schaltgerät um- fasst ein erstes Kontaktteil und ein zweites Kontaktteil, wo ¬ bei das erste Kontaktteil zumindest einen ersten Kontaktfin ¬ ger umfasst. Der erste Kontaktfinger umfasst ein sich entlang einer Längsrichtung erstreckendes flexibles und elektrisch leitfähiges Stützelement und eine an einem freien Ende des Stützelementes angeordnete in Richtung des zweiten Kontakt ¬ teiles abragende Kontaktfläche, wobei die Kontaktfläche in einem elektrisch leitenden Zustand der Kontaktanordnung mit einer mittels des Stützelementes erzeugten Anpresskraft an dem zweiten Kontaktteil anliegt.

Erfindungsgemäß weist der erste Kontaktfinger zumindest im Bereich des Stützelementes eine Bimetallanordnung auf, die derart angeordnet und ausgebildet ist, dass eine aus einer Erhöhung einer Temperatur des Kontaktfingers resultierende Verbiegung in Richtung des zweiten Kontaktteiles erfolgt. Das heißt, dass eine dem zweiten Kontaktteil abgewandte Schicht der Bimetallanordnung sich aufgrund eines abweichenden Wärme- ausdehnungskoeffizienten, insbesondere eines abweichenden thermischen Längenausdehnungskoeffizienten, bei Erwärmung in Längsrichtung stärker ausdehnt als eine dem zweiten Kontaktteil zugewandte Schicht der Bimetallanordnung und somit der Kontaktfinger in Richtung des zweiten Kontaktteiles eine Schließbewegung vollführt.

Die erfindungsgemäße Kontaktanordnung ermöglicht in besonders vorteilhafter Weise, dass thermischen Setzungsvorgängen der Kontaktanordnung entgegengewirkt wird. Insbesondere bei hohen Temperaturen muss eine weitere Erhöhung der Temperatur der elektrischen Leiter in der Kontaktanordnung vermieden werden, um das Verschleißverhalten der Kontaktanordnung zu verringern und somit die Lebensdauer derselben zu erhöhen. Die Bimetallanordnung entfaltet genau bei diesen hohen Temperaturen ihre größte Wirkung, indem eine Erhöhung der Anpresskraft des Kontaktfingers bzw. der Kontaktfläche an das zweite Kontaktteil und eine daraus resultierende Verringerung des Übergangswi ¬ derstandes zwischen der Kontaktfläche und dem zweiten Kon ¬ taktteil bewirkt wird. Daraus folgen wiederum eine Minimie ¬ rung der weiteren Erwärmung und eine Erhöhung des Wirkungsgrades der Kontaktanordnung. Auch ist dadurch ein Kontaktverschleiß verringert und eine Kontaktgüte erhöht. Ferner wird gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen aufgrund der höheren Anpresskraft eine höhere Unempfindlichkeit der Kontaktanordnung gegen Axialversatz erzielt.

In einer möglichen Ausgestaltung ist die Bimetallanordnung kraft-, Stoff- und/oder formschlüssig an dem Stützelement be ¬ festigt, so dass die Bimetallanordnung zusätzlich zu dem elektrisch leitfähigen Stützelement vorgesehen ist. Somit ist die Bimetallanordnung nach einer Herstellung des ersten Kontaktfingers an diesem befestigbar. Daraus ergibt sich, dass zunächst der Kontaktfinger herstellbar ist und je nach Anwen- dungsfall mit verschiedenen Bimetallanordnungen versehen werden kann oder ohne Bimetallanordnung weiterverwendet wird. Damit ist es in besonders vorteilhafter Weise nicht erforder ¬ lich, bereits bestehende Maschinen und Produktionsanordnungen zur Herstellung und Weiteverarbeitung des ersten Kontaktteiles zu verändern.

In einer dazu alternativen Ausgestaltung bildet die Bimetallanordnung zumindest abschnittsweise das Stützelement, so dass die Bimetallanordnung gleichzeitig den elektrischen Leiter ausbildet. Dabei kann die Bimetallanordnung besonders einfach mit geringem Materialaufwand gebildet werden, da zur Ausbil ¬ dung des Stützelementes zusätzlich zum eigentlichen elektrischen Leiter lediglich eine weitere zusätzliche Metallschicht erforderlich ist, um die Bimetallanordnung zu bilden. Diese zusätzliche Metallschicht ist dabei je nach gewähltem Materi ¬ al an einer dem zweiten Kontaktteil zugewandten Seite des elektrischen Leiters des Stützelementes angeordnet, wenn die ¬ se sich bei Erwärmung weniger ausdehnt als der elektrische Leiter, oder an einer dem zweiten Kontaktteil abgewandten Seite, wenn diese sich bei Erwärmung mehr ausdehnt als der elektrische Leiter. Die zusätzliche Schicht dient dabei ins ¬ besondere ebenfalls zur elektrischen Leitung, so dass ein Querschnitt des Stützelementes und somit des jeweiligen ers ¬ ten Kontaktfingers gegenüber herkömmlichen Kontaktfingern nicht oder nur unwesentlich erhöht werden muss.

Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kontaktanordnung ist zwischen dem ersten Kontaktfinger und dem zweiten Kontaktteil oder zwischen einer gedachten durch den ersten

Kontaktfinger und durch einen zugehörigen Grundkörper gebildeten Fläche und dem zweiten Kontaktteil zumindest ein zwei ¬ ter Kontaktfinger angeordnet. Dabei umfasst der zweite Kon ¬ taktfinger ein sich entlang einer Längsrichtung erstreckendes flexibles Stützelement und eine an einem freien Ende des

Stützelementes angeordnete in Richtung des zweiten Kontakt ¬ teiles abragende Kontaktfläche. Auch bei dem zweiten Kontakt ¬ finger liegt die Kontaktfläche in einem elektrisch leitenden Zustand der Kontaktanordnung mit einer mittels des Stützele ¬ mentes erzeugten Anpresskraft an dem zweiten Kontaktteil an. Diese zusätzliche Anordnung des zweiten Kontaktfingers ermög ¬ licht in besonders vorteilhafter Weise eine Verdopplung der Stromtragfähigkeit der Kontaktanordnung. Da der zweite Kon ¬ taktfinger zwischen dem ersten Kontaktfinger und dem zweiten Kontaktteil angeordnet ist, ergibt sich als weiterer Vorteil, dass auch der zweite Kontaktfinger bei Erwärmung mittels der Bimetallanordnung des ersten Kontaktfingers mit einer wach- senden Anpresskraft an das zweite Kontaktteil gepresst wird.

Bei einer Verwendung der Kontaktanordnung in Umgebungen mit geringen Temperaturen, welche zu geringen Temperaturen innerhalb der Kontaktanordnung führen, kann sich unter Umständen die Bewegungsrichtung der Bimetallanordnung umkehren, was bei sehr geringen Temperaturen, beispielsweise bei -55°C, zum Öffnen der elektrischen Verbindung zwischen dem ersten Kontaktfinger und dem zweiten Kontaktteil führen kann. Um dies zu vermeiden, ist das Stützelement des zweiten Kontaktfingers in einer zusätzlichen Ausführung aus einem einzigen Material gebildet, d. h. es weist keine Bimetallanordnung auf. Dadurch wird erreicht, dass auch bei geringen Temperaturen ein Kon- taktschluss zwischen dem ersten Kontaktteil und dem zweiten Kontaktteil sichergestellt ist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kontaktanordnung ist der erste Kontaktfinger an einer dem freien Enden des ersten Kontaktfingers gegenüberliegenden Seite an einem Grundkörper angeordnet. In dieser Ausgestaltung ist auch der zweite Kontaktfinger vorzugsweise an einer dem freien Enden des zweiten Kontaktfingers gegenüberliegenden Seite an einem Grundkörper angeordnet. Beide Grundkörper sind kraft-, Stoff- und/oder formschlüssig sowie elektrisch lei ¬ tend miteinander verbunden. Eine derartige Verbindung des ersten und zweiten Kontaktfingers ist besonders einfach rea ¬ lisierbar. Weiterhin wird eine große stromtragende Kontakt ¬ fläche zwischen dem ersten und zweiten Kontaktfinger erzielt, welche sich durch einen geringen Übergangswiderstand aus ¬ zeichnet .

Zur einfachen Integration des zweiten Kontaktfingers in das erste Kontaktteil ist in einer Ausgestaltung eine Summe der Länge des Grundkörpers und der Länge des Stützelementes des zweiten Kontaktfingers in Längsrichtung kleiner als eine Summe der Länge des Grundkörpers und der Länge des Stützelemen ¬ tes des ersten Kontaktfingers. Ferner ist es dadurch möglich, ein Zusammenspiel des ersten und zweiten Kontaktfingers in allen Temperaturbereichen zu optimieren.

Um vielfältige Anordnungen, Funktionen und Einsatzmöglichkei ¬ ten der Kontaktanordnung zu realisieren sieht eine Weiterbil- dung vor, dass das erste Kontaktteil mehrere nebeneinander angeordnete erste Kontaktfinger umfasst, welche an einer den freien Enden der ersten Kontaktfinger gegenüberliegenden Seite an einem gemeinsamen Grundkörper angeordnet sind. Ebenfalls, um vielfältige Anordnungen, Funktionen und

Einsatzmöglichkeiten der Kontaktanordnung zu realisieren sieht eine mögliche weitere Ausgestaltung vor, dass das erste Kontaktteil mehrere nebeneinander angeordnete zweite Kontakt ¬ finger umfasst, welche an einer den freien Enden der zweiten Kontaktfinger gegenüberliegenden Seite an einem gemeinsamen Grundkörper angeordnet sind.

Unter einer Anordnung von mehreren ersten Kontaktfingern bzw. zweiten Kontaktfingern nebeneinander werden dabei Anordnungen der Kontaktfinger in einer ebenen Fläche, einfach oder mehrfach gewölbten Fläche und/oder einfach oder mehrfach geknickten Fläche verstanden. Das heißt, die Kontaktteile können je ¬ den beliebigen Querschnitt, beispielsweise einen geraden, einfach oder mehrfach gewölbten, einfach oder mehrfach ge- knickten, runden, elliptischen und/oder vieleckigen Querschnitt aufweisen. In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kontaktanordnung ist das erste Kontaktteil ein hohlzylindrischer Körper und umgibt im elektrisch leitenden Zustand eine Mantelfläche des zweiten Kontaktteiles der Kontaktanordnung zumindest ab- schnittsweise konzentrisch. Mit einem derartigen Aufbau der Kontaktanordnung sind bei geringen Abmessungen und somit geringem Raumbedarf der Kontaktanordnung große stromtragende Flächen zwischen dem ersten Kontaktteil und dem zweiten Kontaktteil realisierbar, so dass die Kontaktanordnung in

Schaltgeräten mit hohen Schaltleistungen einsetzbar ist. Ferner ist das erste Kontaktteil mit besonders geringem Materi ¬ al- und Kostenaufwand herstellbar. Die ersten und zweiten Kontaktfinger sowie deren Grundkörper können in besonders einfacher Weise aus hohlzylindrischen Körpern erzeugt werden, indem die Kontaktfinger mittels Anwendung spanender und/oder nicht-spanender Verfahren in Abschnitten einer Mantelfläche der hohlzylindrischen Körper erzeugt werden. Auch die hohlzylindrischen Körper sind besonders einfach erzeugbar. Der hohlzylindrische Körper zur Erzeugung der ersten Kontaktfin- ger, des zugehörigen Grundkörpers und der Bimetallanordnung ist als Bimetallzylinder mit geringem Aufwand beispielsweise in einem Strangpressverfahren herstellbar.

Zum Herstellen und Trennen des elektrisch leitenden Zustandes der Kontaktanordnung ist das erste Kontaktteil in der Längs ¬ richtung verschiebbar. Alternativ oder zusätzlich ist das zweite Kontaktteil in der Längsrichtung verschiebbar.

Das erfindungsgemäße elektrische Schaltgerät umfasst zumin- dest eine erfindungsgemäße Kontaktanordnung oder Weiterbil ¬ dungen dieser. Daraus ergibt sich, dass das Schaltgerät auch bei hohen Temperaturen einsetzbar und dessen Lebensdauer erhöht ist. Daraus resultieren wiederum eine Verringerung von Wartungskosten und eine Minimierung von Ausfallzeiten von elektrischen Anlagen, in welchen das Schaltgerät zum Einsatz kommt . Bei dem Schaltgerät handelt es sich insbesondere um ein

Schaltgerät für Hochspannungs- und Hochstromanwendungen. Da ¬ bei kann das Schaltgerät als Kapselungsbaustein für eine gas ¬ isolierte Schaltanlage, als Leistungsschalter, als Trenn- Schalter oder als ähnliches Schaltgerät ausgebildet sein.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusam- menhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden.

Dabei zeigen:

Figur 1 schematisch eine perspektivische Ansicht einer er ¬ findungsgemäßen Kontaktanordnung,

Figur 2 schematisch einen Ausschnitt einer Schnittdarstel- lung eines ersten Kontaktteiles der Kontaktanord ¬ nung gemäß Figur 1 und

Figur 3 schematisch ein erfindungsgemäßes elektrisches

Schaltgerät mit der Kontaktanordnung gemäß Figur 1.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemä- ßen Kontaktanordnung 1 schematisch dargestellt.

Die Kontaktanordnung 1 umfasst ein erstes hohlzylindrisches und kronenförmiges Kontaktteil 2 und ein zweites zylindri ¬ sches Kontaktteil 3. Im dargestellten Ausführungsbeispiel be- findet sich die Kontaktanordnung 1 im elektrisch leitenden

Zustand, wobei das erste Kontaktteil 2 Abschnitte einer Man ¬ telfläche des zweiten Kontaktteiles 3 umgibt. Zum Herstellen und Trennen des elektrisch leitenden Zustandes der Kontaktanordnung 1 ist das erste Kontaktteil 2 in Längs ¬ richtung Y verschiebbar angeordnet. Alternativ oder zusätzlich ist das zweite Kontaktteil 3 in der Längsrichtung Y verschiebbar angeordnet.

Die Verschiebung erfolgt dabei manuell oder mittels eines nicht gezeigten Antriebs.

Das erste Kontaktteil 2 umfasst einen hohlzylindrischen

Grundkörper 4, an welchem eine Vielzahl in der Art eines Zylindermantels nebeneinander angeordnete erste Kontaktfin ¬ ger 5.1 bis 5.n ausgebildet sind. Jeder der ersten Kontakt- finger 5.1 bis 5.n weist dabei jeweils ein sich entlang der

Längsrichtung Y erstreckendes mechanisch flexibles und elekt ¬ risch leitfähiges Stützelement Sl und eine an einem freien Ende des Stützelementes Sl angeordnete in Richtung des zwei ¬ ten Kontaktteiles 3 abragende Kontaktfläche Kl auf, welche in Figur 2 näher dargestellt ist.

Im elektrisch leitenden Zustand der Kontaktanordnung 1 liegen die Kontaktflächen Kl mit einer mittels der Stützelemente Sl erzeugten Anpresskraft an dem zweiten Kontaktteil 3 an.

In nicht gezeigten Ausführungsbeispielen sind abweichende Formen und Anordnungen der beiden Kontaktteile 2, 3 möglich.

Figur 2 zeigt schematisch einen Ausschnitt einer Schnittdar- Stellung des ersten Kontaktteiles 2 der Kontaktanordnung 1.

Bei jedem der ersten Kontaktfinger 5.1 bis 5.n bildet eine Bimetallanordnung B das Stützelement Sl. Zu diesem Zweck sind die ersten Kontaktfinger 5.1 bis 5.n und der Grundkörper 4 aus zwei Metallen mit unterschiedlichen thermischen Längenausdehnungskoeffizienten gebildet, wobei die Metalle im dargestellten Ausführungsbeispiel stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Die Bimetallanordnung B ist dabei derart ausgebildet, dass eine dem zweiten Kontaktteil 3 abgewandte Schicht der Bime ¬ tallanordnung B sich aufgrund des abweichenden thermischen Längenausdehnungskoeffizienten bei Erwärmung stärker in die Längsrichtung Y ausdehnt als eine dem zweiten Kontaktteil 3 zugewandte Schicht. Daraus resultiert eine Verbiegung in Richtung des zweiten Kontaktteiles 3. Somit führen die ersten Kontaktfinger 5.1 bis 5.n in Richtung des zweiten Kontakttei- les 3 bei Strombeaufschlagung und daraus resultierender Temperaturerhöhung eine Schließbewegung aus und die Anpresskraft der Kontaktflächen K2 an das zweite Kontaktteil 3 erhöht sich mit zunehmender Temperatur. Zur Herstellung des Grundkörpers 4 und der ersten Kontaktfinger 5.1 bis 5.n wird zunächst ein Zylinder erzeugt. Die Er ¬ zeugung erfolgt in einem Strangpressverfahren, wobei in dem Strangpressverfahren der Zylinder bereits als Bimetallzylinder erzeugt wird. Nach der Erzeugung des Bimetallzylinders werden die oberen Bereiche der Stützelemente Sl derart ge ¬ formt, dass die Kontaktflächen Kl entstehen und in radialer Richtung zu einer Längsachse des Bimetallzylinders ausgerich ¬ tet werden. Alternativ zu der dargestellten Umformung können die Kontaktflächen Kl durch Anordnung zusätzlicher Bauteile an den Stützelementen Sl oder durch bereichsweise Entfernung von Material oder durch bereichsweises Pressen der Stützele ¬ mente Sl erzeugt werden. Auch ist eine fertige Ausformung der Kontaktflächen Kl und der Stützelemente Sl bereits während der Herstellung des Bimetallzylinders möglich.

Die ersten Kontaktfinger 5.1 bis 5.n werden durch spanende und/oder nicht spanende Verfahren erzeugt, indem entlang der Längsrichtung Y längliche und parallel zueinander angeordnete Materialausnehmungen erzeugt werden. Die Kontaktflächen Kl werden insbesondere durch Umbördeln erzeugt. Somit bilden die ersten Kontaktfinger 5.1 bis 5.n ein gemeinsames Formteil. Die spanenden und nicht spanenden Verfahren umfassen beispielsweise Säge-, Fräs- und Schneidverfahren. In weiteren Verfahrensschritten werden erforderliche Bohrungen ebenfalls in spanenden und nicht spanenden Verfahren in den Grundkörper 4 und/oder die ersten Kontaktfinger 5.1 bis 5.n eingebracht .

Weiterhin umfasst das erste Kontaktteil 2 zweite Kontaktfin ¬ ger 6.1 bis 6.m und einen an den freien Enden der zweiten Kontaktfinger 6.1 bis 6.m ausgebildeten Grundkörper 7. Der Grundkörper 7 und die zweiten Kontaktfinger 6.1 bis 6.m wer- den wie die ersten Kontaktfinger 5.1 bis 5.n und der zugehörige Grundkörper 4 hergestellt, mit der Ausnahme, dass Stütz ¬ elemente S2 der zweiten Kontaktfinger 6.1 bis 6.m aus einem einzigen Material und nicht aus einem Bimetall gebildet sind. Das Material ist beispielsweise Kupfer oder eine Kupferlegie- rung. Auch werden Kontaktflächen K2 in der gleichen Art und

Weise wie die Kontaktflächen Kl erzeugt. Auch die Kontaktflä ¬ chen K2 liegen in einem elektrisch leitenden Zustand der Kontaktanordnung 1 mit einer mittels der Stützelemente S2 erzeugten Anpresskraft an dem zweiten Kontaktteil 3 an. Bei hö- heren Temperaturen wirkt zusätzlich die mittels der Stützelemente Sl der ersten Kontaktfinger 5.1 bis 5.n erzeugte Anpresskraft auf die Kontaktflächen K2.

Die zweiten Kontaktfinger 6.1 bis 6.m und der zugehörige Grundkörper 7 sind zwischen dem Grundkörper 4 mit den daran angeordneten ersten Kontaktfingern 5.1 bis 5.n und dem zweiten Kontaktteil 3 angeordnet. Im dargestellten Ausführungs ¬ beispiel umgeben der Grundkörper 4 und die daran angeordneten ersten Kontaktfinger 5.1 bis 5.n den Grundkörper 7 und die zweiten Kontaktfinger 6.1 bis 6.m konzentrisch.

Beide Grundkörper 4 und 7 sind in nicht näher dargestellter Weise mittels eines oder mehrerer Spannstifte, Schrauben und/oder Nieten elektrisch leitend miteinander verbunden. Hierzu weist der Grundkörper 7 eine Durchgangsbohrung Dl auf. Der Grundkörper 4 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Gewindebohrung D2 auf. Dabei ist eine Summe der Länge des Grundkörpers 7 und der Länge der Stützelemente S2 der zweiten Kontaktfinger 6.1 bis 6.m in Längsrichtung Y kleiner als eine Summe der Länge des Grundkörpers 4 und der Länge der Stützelemente Sl der ersten Kontaktfinger 5.1 bis 5.n.

Die Anordnung der zweiten Kontaktfinger 6.1 bis 6.m ermöglicht die Verwendung der Kontaktanordnung 1 auch bei sehr niedrigen Temperaturen. Unter Umständen kann sich die Bewe- gungsrichtung der Bimetallanordnung B bei sehr geringen Temperaturen umkehren und zum Öffnen der elektrischen Verbindung zwischen den ersten Kontaktfingern 5.1 bis 5.n und dem zweiten Kontaktteil 3 führen. Mittels der zweiten Kontaktfinger 6.1 bis 6.m wird vermieden, dass dabei auch die elektri- sehe Verbindung zwischen dem ersten Kontaktteil 2 und dem zweiten Kontaktteil 3 unterbrochen wird.

Insbesondere die dargestellte punktuelle elektrische und me ¬ chanische Verbindung der Grundkörper 4 und 7 ermöglicht die beschriebene Wirkung der Erhöhung der Anpresskraft bei stei ¬ gender Temperatur auch auf die zweiten Kontaktfinger 6.1 bis 6.m einerseits und andererseits, dass bei sehr geringen Temperaturen Umkehrung der Bewegungsrichtung der Bimetallanordnung B keinen mechanischen Einfluss auf die zwei- ten Kontaktfinger 6.1 bis 6.m hat.

Um den elektrischen Übergangswiderstand zwischen den ersten Kontaktfingern 5.1 bis 5.n und dem zweiten Kontaktteil 3 sowie den zweiten Kontaktfingern 6.1 bis 6.m und dem zweiten Kontaktteil 3 weiter zu verringern, ist auf die Kontaktflä ¬ chen Kl und K2 sowie auf die Mantelfläche des zweiten Kon ¬ taktteiles 3 in nicht näher dargestellten Ausführungsbeispie ¬ len zusätzlich eine Beschichtung aufgebracht. Die Beschich- tung ist beispielsweise aus Silber oder Silberlegierungen ge- bildet.

In Figur 3 ist schematisch ein erfindungsgemäßes elektrisches Schaltgerät 8 dargestellt, welche die Kontaktanordnung 1 um- fasst. Das Schaltgerät 8 ist für Hochspannungs- und Hoch ¬ stromanwendungen vorgesehen und als Kapselungsbaustein für eine gasisolierte Schaltanlage, als Leistungsschalter oder Trennschalter ausgebildet.

In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Schaltgerät 8 ein so genannter Drei-Stellungs-Schalter, wie er beispielsweise aus der EP 1 068 624 Bl bekannt ist. Dabei sind kronenartige, selbstabschirmende Finger-Kontaktstücke durch das erste Kontaktteil 2 gemäß der zuvor beschriebenen Figuren 1 und 2 ersetzt.

Obwohl die Erfindung im Detail durch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge ¬ schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .