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Stromunterbrecher.
Stromunterbrecher werden bekanntlich in Geräten zur Umformung von Gleich-in Wechsel-, Wechsel-in Gleichstrom oder zur Spannungsumformung von Gleichstrom verwendet. Da die Zahl der Unterbrechungen je Kontaktpaar in der Sekunde 50-100 beträgt, ist die Beanspruchung der Kontakte eine sehr grosse. Um trotzdem eine hohe Betriebssicherheit, lange Lebensdauer und auch einen geringen Spannungsabfall zu erhalten, wird den Kontakten grösste Aufmerksamkeit gewidmet.
Bekanntlich kommt es nicht allein auf die richtige Wahl des Kontaktmetalles an, sondern es spielen neben dem Reinheitsgrad, der Härte auch Kristallgrösse und Kristallgefüge eine grosse Rolle. Diese Umstände sind bereits genau untersucht und sind nicht Gegenstand der Erfindung. In der Regel ist es üblich, bei Stromunterbrechern gleichartige Kontakte zu verwenden. Die wichtigsten Materialien sind Wolfram und Platin, die sieh für schwere Betriebsbedingungen im allgemeinen als geeignet erweisen. Wegen des hohen Preises des Platins wird, wenn irgend angänglich, Wolfram verwendet, welches sich durch grosse Härte und Widerstandsfähigkeit auszeichnet. Nachteilig ist, dass zur Erreichung eines genügend guten Kontaktes der Anpressdruck verhältnismässig hoch gewählt werden muss.
Dies führt speziell bei niedervoltigen Vibratoren zu Schwierigkeiten, die noch behandelt werden sollen.
Bei Vibratoren mit kleinen Kontaktabständen gegenüber dem Kontaktdurchmesser, z. B. Ab- ständen von zirka O'l bis 0'2 mm bei Kontakten von zirka 3 bis 4 mm Durchmesser, zeigte es sich häufig, dass der eine Kontakt, u. zw. der am Stromeintritt liegende, nach verhältnismässig kurzer Zeit Korrrosionen zeigte, während das fehlende Metall auf den Gegenkontakt gewandert war und dort zumeist eine homogene Schicht bildete. Wenngleich diese Erscheinung durch geeignete Formgebung der
Schwingfedern des Vibrators, um einen grösseren Reibungsweg der gegenseitigen Kontaktflächen zu erreichen, oder durch Erhöhung des Kontaktdruekes sieh vermindern lässt, ist eine sichere Abhilfe damit nicht immer wirtschaftlich zu erzielen. Eine Vergrösserung des Unterbrechungsweges ist im Interesse einer kurzen Unterbrechungszeit nachteilig.
Bei ungeeignetem Material der Kontakte führt die geschilderte Erscheinung bei sehr kleinen Kontaktabständen zum Unbrauchbarwerden des Unterbrechers dadurch, dass der Unterbrecherweg ständig verkleinert wird, bis eine Überbrückung der Kontakte den Unterbrecher stillegt. Die Herabsetzung des Kontaktdruckes bringt mancherlei Vorteile.
Durch den geringeren Leistungsbedarf für den Antrieb wird der Wirkungsgrad der Gesamtanordnung erhöht. Die Beanspruchung der Sehwingfedern wird herabgesetzt. Die akustische Entstörung und mechanische Dämpfung ist leichter durchzuführen.
Bei Spannungen unter zirka 2'5 Volt steigt bei den meisten Kontaktmaterialien der Übergangswiderstand unverhältnismässig rasch an. Ein weiterer häufig beobachteter Nachteil ist die Tatsache, dass der Übergangswiderstand während der Zeit des Stromschlusses in der Regel keine konstante Grösse ist, so dass Schwingungen hoher Schwingungszahl gegenüber der Grundschwingung an einer angeschlossenen Induktivität entstehen. Bei der Entstörung des Gerätes durch Siebketten treten dadurch zusätzliche Spannungsabfälle auf, die den Wirkungsgrad der Anordnung stark herabsetzen können. Es ist daher nach Kontaktmaterialien zu suchen, die auch einen möglichst konstanten Übergangswiderstand während der Zeit des Stromschlusses besitzen.
Die Edelmetalle, welche die letztgenannten beiden Übelstände praktisch nicht zeigen, scheiden bei Verwendung gleichartiger Kontakte wegen ihrer grossen Neigung zu Korrosionen aus. Die unedleren Metalle haben häufig wohl genügende Härte, aber auch einen hohen Übergangswiderstand.
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Müssen zur Entstörung der Unterbrecher Siebketten verwendet werden, die für Frequenzen, die eine Grössenordnung über der Unterbrecherfrequenz einen nicht mehr zu vernachlässigenden Widerstand darstellen, treten, wie bereits früher erwähnt, nicht mehr vernaehlässigbare zusätzliche Spannungsabfälle auf, die von dem variablen Übergangswiderstand während der Zeit des Stromsehlusses herrühren.
Es hat sich gezeigt, dass die erwähnten zusätzlichen Spannungsabfälle sich praktisch beseitigen lassen, wenn als Kontaktmetalle verschiedenartige Edelmetalle verwendet werden, wobei in diesem Falle das anodenseitige Metall das härtere sein muss. Für handbetätigte Schalter ist die Verwendung verschiedener Edelmetalle für die beiden Kontakte bereits bekannt. Da aber bei diesen Schaltern bezüglich Kontaktdruck und Stromsehlusszahlen ganz andere Betriebsbedingungen vorliegen als bei Vibratoren, war es nicht vorauszusehen, dass gerade diese Kombination unter den vielen übrigen bekannten für Vibratoren besonders geeignet ist. Bewährt hat sich z. B. Platin-Iridium anodenseitig gegen Palladium-Silber oder Rein-Silber kathodenseitig. Bei verkehrter Stromrichtung tritt Korrosion der Kathodenkontakte auf.
Oszillogramme, die von Unterbrechen aufgenommen wurden, die mit solchen Kontakten ausgerüstet waren, haben gezeigt, dass praktisch ideal rechteckige Spannungskurven ohne Einsattelungen erzielt werden. Die Spannung bleibt während der Zeit eines Stromschlusses auf der Höhe der ersten Kontaktberührung. Es ist dabei vorausgesetzt, dass der Unterbrecher auf einen für die Betriebsfrequenz Ohmschen Widerstand arbeitet.
Kurz zusammengefasst ist es Zweck der Erfindung, bei Unterbrechern mit hohen Unter- brechungszahlen, z. B. 50-100 je Sekunde, und geringen Kontaktabständen im Verhältnis zum Kontaktdurchmesser Metalle zu verwenden, die im Gebrauch auch bei geringeren Kontaktdrüeken, als sie bei Wolframkontakten verwendet werden, eine geringe und gleichmässige Abnutzung ergeben und einen kleinen Übergangswiderstand zeigen. Es werden Metallkombinationen als Beispiele angeführt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Stromunterbrecher mit Kontakten und Gegenkontakten für hohe Stromschlusszahlen (50 bis 100 je Sekunde) und geringem Kontaktdruck, dadurch gekennzeichnet, dass die anoden-und kathodenseitigen Kontakte aus verschiedenartigen Edelmetallen bestehen.