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Kontaktanordnung für elektrische Schalter
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gleichzeitig das Kraftmoment der vom ferromagnetischen Material ausgehenden Kraft verringert, da der Hebelarm im Angriffspunkt dieser Kräfte gegenüber dem Idealfall klein ist.
Bei dieser Anordnung muss also, wenn eine Kraftkompensation bis zum maximal möglichen Strom erreicht werden soll, wegen dieser angeführten Mängel stets mehr Aufwand getrieben werden, als dies im Idealfall, also bei gleichen Kontakt-und Stromengekräften beider Kontakte, nötig wäre. Bei einer bekannten ähnlichen Anordnung mit Einfachunterbrechung, bei der gegenüber dem beweglichen Schaltstück ferromagnetisches Material angeordnet ist, ist ebenfalls der Nachteil zu verzeichnen, dass die vom ferromagnetischen Material ausgehende Kraft stets an einem kleineren Hebelarm zur Wirkung kommt als die zu kompensierenden Stromengekräfte.
Es ist auch ein Zylinderschaltstück für höhere Stromstärken bekanntgeworden, bei dem um die ringförmig angeordneten Kontaktsegmente ein Ring aus ferromagnetischem Material gelegt ist, um die kontaktabhebenden elektrodynamischen Kräfte bei grossen überströmen zu kompensieren. Jedes Kontaktsegment trägt hiebei ein Segment aus ferromagnetischem Material, so dass sich unter Zwischenschaltung entsprechender Luftspalte ein Ring aus ferromagnetischem Material ergibt, dessen Kräfte jedes einzelne Kontaktsegment gegen den zentrisch angeordneten Gegenkontakt drückt. Diese Anordnung ist nur bei Zylinderschaltstücken anwendbar, bei denen die Kontaktsegmente ringförmig angeordnet sind.
Ein weiterer Nachteil dieser Anordnung besteht darin, dass auch hier wie bei der vorher genannten Anordnung eine maximale Ausnutzung des ferromagnetischen Materials zur Kontaktkraftkompensation nicht gegeben ist, obwohl diese Anordnung schon einen grösseren Wirkungsgrad als die vordem genannte aufzuweisen vermag.
Bekannterweise wird auch das bewegliche Schaltstück als Kopf einer Leiterschleife in Form einer Kontaktbrücke ausgebildet, um eine Kompensation der Stromengekräfte zu erreichen. Das bewegliche Schaltstück ist als Stössel mit halbrundem Kopf ausgebildet. Die beiden Kontaktoberflächen der beweglichen und festen Schaltstücke stehen vorzugsweise im Winkel von 600 zueinander.
Diese Anordnung besitzt gegenüber den andern bekannten Anordnungen den Vorteil, dass eine Kompensation der kontaktabhebenden Kräfte mit geringem Aufwand erreicht wird, jedoch ist auch hier nur eine Kompensation bis zu einem gewissen Grad möglich, welches wieder konstruktionsbedingt ist, da bei Schaltern grosser Nennstromstärke die Leiterschleife nicht genügend klein ausgebildet werden kann.
Zweck der Erfindung ist die Erreichung einer weitestgehenden Kompensation der kontaktabhebenden Kräfte mit geringem Aufwand, bei der gleichzeitig das Volumen des Schalters nicht vergrössert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kontaktanordnung zu schaffen, bei der die kontaktabhebenden Kräfte durch Zuordnung von ferromagnetischen Teilen maximal kompensiert werden und bei der keine die beweglichen Kontaktstücke vergrössernden Teile vorgesehen sind.
Erfindungsgemäss wird das dadurch erreicht, dass das bewegliche Schaltstück überwiegend aus ferromagnetischem Material besteht und zur Stromführung und Kontaktgabe mit einer Schicht aus gut leitendem Material, vorzugsweise silberplattiertem Kupfer, versehen ist und dass das ferromagnetische Material des beweglichen Schaltstückes die Kontaktstellen, bezogen auf den Drehpunkt des beweglichen Schaltstückes, überragt. Bei einer doppelt unterbrechenden Kontaktanordnung ist hiebei jeweils die andere Kontaktstelle als Druckpunkt des beweglichen Kontaktstückes anzusehen. Das ferromagnetische Material des beweglichen Schaltstückes liegt hiebei im Bereich der die stromdurchfliessenden Schienen der festen Schaltstücke umschliessenden magnetischen Feldlinien.
Eine besonders günstige Kompensation der kontaktabhebenden Kräfte lässt sich in Weiterbildung der Erfindung dann erreichen, wenn die festen Schaltstücke an der der Kontaktstelle abgewandten Seite eine Auflage aus ferromagnetischem Material aufweisen oder aber der gutleitenden Schicht des beweglichen Schaltstückes ein ferromagnetischer Körper derart gegenüberliegend zugeordnet ist, dass er im Bereich der die gut leitende Schicht umschliessenden magnetischen Feldlinien liegt. Zweckmässigerweise können auch beide Massnahmen zugleich angewandt werden.
Um eine bessere Kontrolle im Betrieb zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, das zusätzlich an den festen Schaltstücken bzw. das gegenüber den beweglichen Schaltstücken angeordnete ferromagnetische
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Ausbildung des beweglichen Schaltstückes aus ferromagnetischem Material und besonders durch die Ausdehnung dieses Materials über die Kontaktstellen hinaus, durch die magnetischen Feldlinien um die stromdurchflossenen Schienen der festen Schaltstücke Kräfte verursacht werden, die über einen Hebelarm wirkend den kontaktabhebenden Kräften entgegengerichtet sind. Durch die günstige
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Hebelwirkung der bei grossen Strömen erzeugten Kräfte wird bei gleichem Materialeinsatz und Raumbedarf eine grössere Wirkung erzielt als dies bei bekannten Anordnungen der Fall ist.
Weitere Vorteile liegen darin, dass die erzeugten elektrodynamischen Kräfte zur Kompensation der Stromengekräfte direkt ohne komplizierte Mechanismen zur Wirkung kommen, da durch das Schaltstück selbst diese Wirkung erzielt wird und dadurch der Aufwand hiefür äusserst gering ist.
Als weiterer Vorteil sei das leichte Anpassen an den gewünschten Kompensationsgrad durch die verschiedenen Varianten zu nennen. Die erfindungsgemässe Anordnung lässt sich auch dort anwenden, wo die zur Kompensation der Kräfte angewandte Stromschleifenbildung konstruktiv nicht möglich ist, wie z. B. bei Einfachunterbrechung der Kontakte. Auch hier lässt sich bei gleichem Materialeinsatz durch ein grosses Kraftmoment eine grössere Wirkung erzielen, als dies bei bekannten ähnlichen Anordnungen möglich ist. Gegebenenfalls lässt sich die Wirkung noch vergrössern, wenn das ferromagnetische Material lamelliert angeordnet wird.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
In den Zeichnungen zeigen : Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemässen Kontaktanordnung mit Doppelunterbrechung, Fig. 2 die Kontaktanordnung gemäss Fig. 1 mit einer Auflage aus ferromagnetischem Material an den festen Schaltstücken, Fig. 3 eine Kontaktanordnung, bei der das zusätzliche ferromagnetische Material aufsteckbar angeordnet ist, und Fig. 4 eine erfindungsgemässe Kontaktanordnung mit Einfachunterbrechung.
Bei der Kontaktanordnung mit Doppelunterbrechung (Fig. 1 bis 3) stellen die festen Schaltstücke - die Seiten einer Leiterschleife dar, die mit Hilfe des als Stössel ausgebildeten beweglichen Schaltstückes --1-- gebildet wird. Der Kopf des Stössels ist auf einer Achse--9--schwenkbar, wobei mit Hilfe der Kontaktfeder --10-- eine gute Auflage der Kontakte erreicht wird. Er besteht aus ferromagnetischem Material --3-- und ist zur Stromführung mit einer Schicht --4-- aus gut leitendem Material, vorzugsweise Kupfer, versehen. Zur Bildung der eigentlichen Kontaktstellen-S-ist diese Kupferschicht mit einer Silberauflage-6-plattiert. Durch die Ausbildung der Kontaktanordnung als Leiterschleife wird bekannterweise bereits eine gewisse Kompensation der Stromengekräfte erzielt.
Das ferromagnetische Material--3--des Stösselkopfes bewirkt bei Durchfluss eines hohen Stromes durch die Strombahn der festen und des beweglichen Schaltstückes eine beträchtliche Kraft, die zur Kompensation der Stromengekräfte ausgenutzt wird. Dies geschieht in der
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der festen Schaltstücke --2-- umschliessenden magnetischen Feldlinien liegt.
Eine weitere Kompensation der Stromengekräfte lässt sich dadurch erreichen, dass die festen Schaltstücke-2-an der der Kontaktstelle --5-- abgewandten Seite eine Auflage --7-- aus ferromagnetischem Material aufweisen oder aber ein Körper aus ferromagnetischem Material der gudeitenden Schicht --4-- des beweglichen Schaltstückes --1-- gegenüberliegend zugeordnet ist, so dass dieses im Bereich der die gutleitende Schicht --4-- umschliessenden magnetischen Feldlinien liegt. Fig. 3 zeigt eine Anordnung, bei der sowohl die Auflage --7-- auf den festen Schaltstücken --2-- als auch der dem beweglichen Schaltstück --1-- gegenüberliegende ferromagnetische Körper - vorgesehen ist, wobei beide ferromagnetischen Teile zu einem vereinigt sind.
Dieser ferromagnetische Körper ist aus Gründen der besseren Kontrolle der Kontaktstellen abnehmbar angeordnet.
Auch bei einfach unterbrechenden Kontaktanordnungen ist die erfindungsgemässe Lösung anwendbar. Fig. 4 zeigt eine derartige Anordnung, bei der das bewegliche Schaltstück-l-aus
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überragt das ferromagnetische Material --3-- des beweglichen Schaltstückes-l-die Kontaktstelle --5-- derart, dass es im Bereich der die stromdurchflossene Schiene des festen Schaltstückes --2-umschliessenden magnetischen Feldlinien liegt. Hier wirkt sich besonders der lange Hebelarm aus, an welchem die mit Hilfe des ferromagnetischen Materials erzeugten Kräfte angreifen. Die Stromengekräfte kommen dagegen nur an einem kürzeren Hebelarm zur Wirkung.
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