CH245525A - Device for automatically influencing the distance between two periodically touching contacts. - Google Patents

Device for automatically influencing the distance between two periodically touching contacts.

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CH245525A
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Spiess Gustav
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Spiess Gustav
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/50Means for increasing contact pressure, preventing vibration of contacts, holding contacts together after engagement, or biasing contacts to the open position

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  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Description

  

  Einrichtung zur selbsttätigen     Beeinflussung    des Abstandes     zweier    periodisch  sich berührender Kontakte.         Stromführende    Kontakte erwärmen     ;sich     unter Umständen auf ziemlich hohe Tempe  raturen, so dass ihre Halterungen erhebliche       Wärmemengen    abzuführen haben und dem  nach manchmal nicht übersehbare Tempe  raturdehnungen erfahren. Insbesondere bei  sehr kleinen Kontaktabständen periodisch  arbeitender Kontaktgeräte können diese Deh  nungen erhebliche Abweichungen des für die  Arbeitsweise des     Gerätes    wichtigen Kontakt  abstandes hervorrufen.  



  Bei gleichmässiger Erwärmung aller Teile,  d. h. im stationären Zustande,     können    die  durch Temperaturdehnungen hervorgerufe  nen Verlagerungen genau ermittelt und  berücksichtigt werden. Ein Ausgleich von  solchen Kontaktverlagerungen ist dann theo  retisch möglich und könnte zum voraus  berechnet werden. Praktisch jedoch     zeigt    es  sich, dass insbesondere bei schwankender  Aussentemperatur und     schwankender    Kon  taktbelastung der stationäre Zustand     äusserst     selten vorkommt. Infolgedessen ist     mit    stets    schwankenden Kontaktabständen zu rechnen.

    Auf Dehnungsänderungen durch die schwan  kende     Temperatur    ansprechende     Mittel    zur       Beeinflussung    des Kontaktabstandes, erweisen  sich, allein angewendet, als ungenügend.  



  Die     Erfindung    betrifft nun     eine    Einrich  tung zur selbsttätigen Beeinflussung des  Abstandes zweier periodisch sich berührender  Kontakte und ist dadurch     gekennzeichnet,     dass Mittel     zum    wenigstens teilweisen Aus  gleich des Einflusses der Temperaturunter  schiede in Kontaktgeräten auf den Kontakt  abstand und solche zur Messung des Kontakt  druckes vorgesehen sind, welche bei Abwei  chungen desselben von einem vorgegebenen,  vom Kontaktabstand abhängigen Werte den  Kontaktabstand bis zur wenigstens ange  näherten Wiederherstellung des vorgegebenen  Kontaktdruckes verändern.  



  Die Erfindung geht somit aus von der       Erkenntnis,    dass bei schwankenden Kontakt  abständen im allgemeinen stets auch der bei       Betätigung    des Kontaktes in     ,Schliessstellung         auftretende Kontaktdruck sich ändert und  somit als Mass für die vorhandenen Abwei  chungen herangezogen werden kann. Die Mit  tel zur Kontrolle der Abweichungen des Kon  taktdruckes liefern dann eine     Steuergrösse,     welche einer den Kontaktabstand verändern  den Regeleinrichtung zugeführt werden.

   Eine  solche Einrichtung ist nicht nur     in    der Lage,  durch Temperatur bewirkte Schwankungen  des     Konta.ktahstandes,    sondern auch     jene     durch Kontaktabnützung     bewirkten    Verände  rungen dieses Abstandes auszugleichen.  



  Bei Regelung auf konstanten Kontakt  druck wird im allgemeinen auch der Abstand  konstant gehalten. Es ist jedoch möglich, die       Kegeleinrichtung    zusätzlich in Abhängigkeit  von der     elektrischen    Kontaktbelastung zu  bringen, indem etwa der Belastungsstrom ein  Regelorgan     elektromagnetiseh    verstellt. Dies  kann     insbesondere    bei Kontaktgeräten von  Vorteil     sein,    welche mit variablen Kontakt  zeiten arbeiten müssen. Bei solchen     Geräten     ändert sich je nach der Kontaktzeit der Mit  telwert des Kontaktdruckes oder seine Am  plituden.

   Man kann die Regelung aber auch  mittels eines Temperaturreglers zusätzlich in       Abhängigkeit    von einer Temperatur oder einer  Temperaturdifferenz des Gerätes bringen.  Bei plötzlichen Erwärmungen des Kontakt  gerätes hat man durch eine solche Einwir  kung, z. B. auf die Steuergrösse, es. in der  Hand, die Raschheit der Regulierung zusätz  lich zu beeinflussen.  



  Die     Kontaktdruckmessung    kann direkt  oder indirekt erfolgen, Eine direkte Messung  ergibt sich, wenn der Kontaktdruck z. B.       magnetostriktiv,        piezoelektrisch    oder durch  die Veränderung eines druckabhängigen Wi  derstandes gemessen wird. Eine indirekte  Messung erfolgt beispielsweise nach einer  elektroinduktiven Methode, indem durch den  Kontaktdruck     bezw.    die Bewegungen des  angetriebenen oder des Gegenkontaktes eine       Luftspaltänderung    einer Drosselspule hervor  gerufen wird.  



  In der     Figur    ist ein Ausführungsbeispiel  schematisch im Schnitt dargestellt, welches  von der     induktiven    Messung des Kontakt-         druckes    Gebrauch macht. Es handelt sich  dabei um ein Kontaktgerät, welches nach dem  Schweizer Patent Nr.     230584    gebaut ist. Die  beiden Kontakte 1 und 2 sind also Klotz  kontakte mit für den Stromübergang bemesse  nen     Metallauflagen    3 ausgeführt. Jeder     dies r-          Klotzkontakte    ist auf einer Metallmembran 4       bezw.    5 befestigt, welche die Kontaktbewe  gungen mitmacht und gleichzeitig die Strom  zu- und     -wegleitung    übernimmt.

   Ein solcher  Aufbau ergibt auch eine exakte Gradführung  der Kontakte, was bei sehr kleinen Kontakt  abständen von Bedeutung ist. Die Membranen  sind mit Kühlöffnungen 6 versehen, die  kreisrund,     sektorförmig    oder schlitzförmig  sein können und durch welche beispielsweise  ein Kühlluftstrom     streieht,    welcher die in  den Kontakten enthaltene Wärme abführt.  Die Kontakte selbst befinden sich     unter    Va  kuum in der     Kammer    7, welche von zwei  Membranen 8 und 9 sowie von einem zylin  drisch mit den Membranen verschweissten  Isolierring 10 gebildet ist. Diese Membranen  können durch Kühlflügel 11 wirksam gekühlt  werden, so dass eine unzulässige Erhitzung  der     Schweissstellen    verhindert ist.

   Es zeigt  sich, dass bei     unsymmetrischer    Kontaktbewe  gung oder bei bezüglich des Luftstromes  unsymmetrisch geformten Kühlflügeln der  Kühlluftstrom zusätzlich in seiner Bewegung  beeinflusst werden kann. Die Kühlluft kann  dabei einheitlich z. B. von unten nach oben  in Achsrichtung durch das Kontaktgerät  strömen oder beidseitig axial den Kontakten  zugeführt und von dort radial weggeführt  werden. Es ist auch leicht möglich, die- Kon  takte selbst durch eine Flüssigkeit zu kühlen.  welche in Kanälen, die in den Membranen 4       icnd    5 angeordnet sind, zu- und wieder weg  geführt wird. Es ist dabei mit Rücksicht auf  die rasche Kompensation von Änderungen  der Kontaktlage zweckmässig, die Kühlung  selbst von einer Temperatur oder von der  Strombelastung des Gerätes abhängig zu  machen.

   Die     Stromzuführung    der Kontakte  erfolgt über die Schienen 12 und 13, welche  auf die Membranen 4 und 5 aufgelötet sind.  Bei richtiger Kühlung ist ein Grobausgleich      der ungleichen Kontaktdehnungen schon  weitgehend möglich, während der Feinaus  gleich den erfindungsgemässen zusätzlichen  Mitteln überlassen ist.  



  Die Membranen 4 und 5 sind in den Rah  nienteilen 14     bezw.    15 eingespannt. Die Ein  spannung kann dabei derart sein, dass auf  die Membranen von aussen     wirkende    radiale  Druckkräfte ausgeübt werden, welche eine  oder beide Membranen     in    an :sich bekannter  Weise bei Bewegung in Achsrichtung zum  Kippen durch ihre     Nullage        hindurchbringen.     Ihre Mitte findet dann, abgesehen von äussern  a     xialen    Kräften, in der durch     ihren    Rand  gebildeten Ebene keine stabile Lage.

   Bei       geeigneter    Wahl der Kipprichtung und der  Einspannung, derart, dass die Kippkraft die  den Kontakt bewegende Kraft unterstützt,  kann die Membran 5 im Sinne des     DRP.     Nr.     590783    zur Vergrösserung des Hubes des       magnetostriktiv    wirkenden Kontaktantriebes  verwendet werden. Dieser Antrieb besteht aus  den mechanisch in Reihe und magnetisch  parallel geschalteten     Magnetostriktionskör-          pern    16, 17 und 18.

   Die     Magnetisierung    dieser  Körper durch die eingebetteten Spulen 19  und 20 erfolgt dabei so, dass die Körper 16  und 18 sich     beispielsweise    ausdehnen, wäh  rend der Körper 17 .sich zusammenzieht.  Infolge der mechanischen     Reihenschaltung          ergibt    sich für die Kontaktbewegung eine  Addition der drei Komponenten.  



  Die Kippkraft der     Membran    5 lässt sich  auch zur     wenigstens    teilweisen Kompensation  des im Kontaktraum 7 herrschenden Unter  druckes verwenden. Bei Verwendung von  Nickel als     magnetostriktives    Metall für den  Antrieb erfolgt die     Bewegung    so, dass bei       Magnetisierung    der Kontakt 2 vom Kontakt 1  weggezogen wird. Infolge der Kippkraft der  Membran wird dieser Kontakthub zusätzlich  vergrössert. Es ergibt sich dann ein Gleich  gewicht zwischen der     Magnetostriktionskraft     und der Kippkraft einerseits und den elasti  schen Antriebskräften sowie dem Unterdruck  im Kontaktraum anderseits.  



       Hinter    der Membran 4 des feststehenden  Kontaktes ist eine     Masse    21 angeordnet,    welche auf dem Balken 212 federnd gelagert  ist     und    sich beim Auftreffen des Kontaktes 2  auf den Kontakt 1 durch den Stoss oder  durch     die    Stosswirkung von der Membran 4  löst.     Durch    die     Mitführung    der Stossenergie  durch diese Masse     wird    die     Kontaktbewegung     vor Prellungen geschützt.

   In     Achsrichtung     hinter der Masse 21 befindet sich die     Kon-          trollspule    23, deren     Induktivität    je nach der  Grösse des     Luftspaltes    24 schwankt. Bei  dieser Anordnung stellt sich eine mittlere       Induktivität    ein, die vom     Mittelwert    des  Kontaktdruckes abhängig ist.

   Zu kleine Kon  taktabstände verringern nämlich die Stoss  wirkung, so dass der     Luftspalt    zu gross     wird;     dadurch sinkt ihre     Induktivität.    Die Spule  selbst besteht aus     zwei    Wicklungen, welche  in den Verzweigungen einer durch die     W        i-          derstände    25, 2,6 ergänzten Brückenanord  nung liegen. Im Nullzweig dieser Brücke  liegen die über den Gleichrichter 27 ange  schlossenen Erregerwicklungen 28 und 29  eines Magnetverstärkers.

   Dieser besteht be  kanntlich aus nur ruhenden Teilen, welche  sehr leicht mit dem Kontaktgerät zu einer  baulichen     Einheit        zusammengebaut    werden       können    und durch welche eine     äusserst        wirk-          same        Verstärkung    der am Nullzweig der       Messanordnung    auftretenden Steuerspannung  ermöglicht wird.  



  Der Verstärker besteht in der gezeigten  einfachen Ausführungsform aus den     beiden     Drosseln 30 und 31, deren Kern beispiels  weise aus     Permalloy    ist und welche - die       wechselstromdurchflossenen    Arbeitswicklun  gen 32,     33    tragen. Eine Änderung in der  Erregung hat dann bekanntlich eine     sehr     starke Änderung der magnetischen Leitfähig  keit und damit eine Änderung des durch den  Magnetverstärker fliessenden     W'echse'lstromes     zur Folge.

   Durch     Gleichrichtung-    dieses  Wechselstromes im Gleichrichter 34 und  Rückkopplung wenigstens eines Teils des  selben über die Rückkopplungsspulen 35, 36  wird eine bedeutende Verstärkung der Ände  rungen erzielt. Bei zu kleinem Kontakt  abstand wird also beispielsweise dieser Wech  selstrom verkleinert,     wodurch    die Heiz-           leistung    der Spule 37 abnimmt. Diese Spule  heizt einen Ausdehnungskörper     r38ivon    grossem  Ausdehnungskoeffizienten, der sich bei Ver  ringerung der Heizleistung zusammenzieht,  wodurch der Kontaktabstand wieder     seine     ursprüngliche Grösse annimmt, weil der ganze  Antrieb gesenkt wird.

   Die Halterung des An  triebes erfolgt dabei durch den elastischen       kreisringförmigen    Steg 39.  



  Je grösser die gewählte Verstärkung ist,  desto genauer erfolgt die Regelung. Beim  beschriebenen Regelverfahren bleibt dabei  je nach Grösse der Verstärkung     immer    eine       ge-,visse    Abweichung des Kontaktabstandes  vom Sollwert zurück. Es ist jedoch leicht  möglich, statt. dem beschriebenen sogenannten  statischen Regelprinzip das asiatische anzu  wenden, wodurch die Abstandskorrektur so  lange erfolgt, bis jede Abweichung völlig  verschwunden ist. Beispielsweise ändert eine  motorische     Verstellvorrichtung    die Steuer  grösse so lange, bis die Abweichung Null  wird und der Motor     stillsteht.     



  In beiden Fällen wird man die Zeit  konstante der Regelung nach Möglichkeit der  Zeitkonstante der Kontakterwärmung     bezw.     der Änderung der Kontaktlage bei Erwär  mung angleichen. Beim     Abstellen    des Kon  taktgerätes muss natürlich auch die Regel  einrichtung ausser Betrieb genommen     \ver-          den.    Anderseits erweist es sich als zweck  mässig, vor dem Belasten des Gerätes das  selbe eine Zeitlang leer laufen zu lassen.  Dies kann ohne weiteres durch Benutzung  der     Steuerwicklungen    19     undloder    20 gemacht  werden.  



  Im gezeigten Beispiel strömt die der Küh  lung dienende Fremdluft von unten durch den       Abschirmzylinder    40 und die Öffnungen 41  den     Steuerwicklungen    entlang zum Kontakt  und von dort nach oben     ins    Freie. Man kann  dabei die Fremdkühlung von der     Steuergzösse     abhängig machen und die Kühlluft gleich  zeitig mit dem Ausdehnungskörper 38 in  Berührung bringen. Zur Distanzierung der       Antriebsteile    untereinander     bezw.    von den  Spulen, z. B. zwischen Stab 16 und Spule 19,  können Graphit enthaltende Zwischenstücke    verwendet werden. Diese unterstützen infolge  ihrer Leitfähigkeit den Wärmeausgleich und  sind gegenüber kleinen axialen Bewegungen  unempfindlich.

    



  An     Stelle    einer Ausdehnungsregelung  können auch     Bimetalle    in Längs- oder Quer  anordnung verwendet werden. Beispielsweise  ist es möglich, den Antriebsteil 18 an seinem  untern Ende auf einem     membranartigen,     senkrecht zur Achse des Gerätes liegenden       Bimetallkörper        zn    lag     eraa,    der sich bei Er  wä.rmung in Achsrichtung dehnt und damit  die Lage des Kontaktes über den Teil 18 ver  ändert.

   Es ist zweckmässig , die Steuerwick  lung zwischen den einzelnen     Antriebsteilen          zu    verteilen, wodurch     eine    bessere     Alagneti-          sierung    nebst einer kleineren Verlustwärme  bei     gleiebzeitig    besserer Kühlung erreicht  wird. Auch diese     Massnahme    wirkt     .sich    im  Sinne des Temperaturausgleiches und damit       der    Verringerung der Änderungen des Kon  taktabstandes aus.

   In den von den Antriebs  teilen 17 und 18 gebildeten Zwischenraum 42  kann die mechanische Bewegung dämpfender       Gummi    angeordnet werden, der in der     vor-          gc"aehenen    Anordnung genügend gekühlt  wird.  



       Bc@i        magnetostriktiver    Messung der     Kon-          t@iktdruelzschwa.nlzungen    wird z. B. ein zylin  drischer     _Magnetostriktionskörper    in Achs  richtung etwa hinter dem bewegten Kontakt  an Stelle des Ausdehnungskörpers 3,8 oder  in. Reihe mit ihm, also zwischen Rahmen 15  und     Antriebskörper    18, angeordnet.

   Die auf       demselben    befindliche Kontrollspule wird  durch die     druckabhängigen    Änderungen der       Permeabilität    in ihrer     Induktivität    verändert,  d.     1a.    ein durch sie fliessender Wechselstrom in       seiner    Grösse     verändert.    Die verhältnismässige       Permeabilitätsänderung        ist    im allgemeinen       i@-esentlich    grösser als die Dehnung solcher  Körper.

   Auch hier kann man eine Steuer  grösse in     Abhängigkeit    von einem Verhältnis  oder einer Differenz von Spannungen bilden,  welche verstärkt der Regeleinrichtung zuge  führt wird.  



  In einer besonders einfachen Ausfüh  rungsform der Erfindung wird der obere           Kontakt    mit einem verhältnismässig grossen       Gewicht    versehen, welches diesen auf den  untern Kontakt zu drücken ,sucht. Bei perio  discher     Kontaktbewegung    wird     dann,    dies-es  Gewicht infolge seiner Trägheit und bei pas  send     gewählter    Dämpfung, z. B. durch eine       Clbremse,    an welcher das Gewicht aufge  hängt ist, in einem     bestimmten    Abstand vom  bewegten Kontakt verbleiben.

   Bei sehr gro  sser Dämpfung     wird    der Abstand dann im  wesentlichen vom maximalen Kontaktdruck  und nicht von     seinem    Mittelwert abhängig  sein. Durch Änderung     dieses    Gewichtes kann  der Kontaktabstand leicht geändert werden.  Eine solche     Beeinflussung    kann auch elektro  magnetisch erfolgen, wobei die entsprechende  Kraft     in    Abhängigkeit von der Kontakt  belastung geändert werden     kann.     



  Die Erfindung unterscheidet sich von  einer Regelung des Kontaktabstandes, welche  lediglich - auf der Kontrolle von Kontakt  temperaturen beruht, dadurch, dass im Kon  taktdruck ein     unmittelbares    Mass für den  Kontaktabstand gewonnen ist. Auf diese  Weise gelingt es viel rascher und präziser,  den Kontaktabstand in der gewählten Grösse  zu halten, als wenn eine Kontrolle lediglich  der von äussern Umständen abhängigen Tem  peraturen stattfinden würde.



  Device for automatically influencing the distance between two periodically touching contacts. Live contacts heat up; under certain circumstances they can reach quite high temperatures, so that their holders have to dissipate considerable amounts of heat and sometimes experience temperature expansions that cannot be overlooked. Particularly with very small contact distances of periodically operating contact devices, these expansions can cause significant deviations in the contact distance that is important for the operation of the device.



  If all parts are heated evenly, i. H. in the steady state, the displacements caused by temperature expansion can be precisely determined and taken into account. Compensation for such contact shifts is then theoretically possible and could be calculated in advance. In practice, however, it has been shown that the steady state occurs extremely seldom, especially when the outside temperature and the contact load fluctuate. As a result, always fluctuating contact distances must be expected.

    Means for influencing the contact distance, which respond to changes in strain due to the fluctuating temperature, prove to be insufficient when used alone.



  The invention relates to a device for automatically influencing the distance between two periodically touching contacts and is characterized in that means are provided for at least partial equalization of the influence of the temperature differences in contact devices on the contact distance and those for measuring the contact pressure are provided, which, in the event of deviations of the same from a given value dependent on the contact distance, change the contact distance up to the at least approximate restoration of the given contact pressure.



  The invention is thus based on the knowledge that with fluctuating contact distances, the contact pressure occurring when the contact is actuated in the closed position generally also changes and can thus be used as a measure of the existing deviations. The means of controlling the deviations in the contact pressure then supply a control variable which changes the contact distance to the control device.

   Such a device is not only able to compensate for fluctuations in the contact level caused by temperature, but also for those changes in this distance caused by contact wear.



  When regulating to constant contact pressure, the distance is generally kept constant. However, it is possible to additionally make the cone device dependent on the electrical contact load, in that the load current, for example, adjusts a regulating element electromagnetically. This can be particularly advantageous for contact devices that have to work with variable contact times. In such devices, the mean value of the contact pressure or its amplitudes changes depending on the contact time.

   The regulation can also be made dependent on a temperature or a temperature difference of the device by means of a temperature controller. In the event of sudden heating of the contact device, one has effect by such an effect, eg. B. on the control variable, it. in hand to influence the speed of regulation additionally.



  The contact pressure measurement can be carried out directly or indirectly. A direct measurement results when the contact pressure z. B. magnetostrictive, piezoelectric or by changing a pressure-dependent Wi resistance is measured. An indirect measurement takes place, for example, according to an electroinductive method by BEZW by the contact pressure. the movements of the driven or mating contact cause a change in the air gap of a choke coil.



  In the figure, an embodiment is shown schematically in section, which makes use of the inductive measurement of the contact pressure. It is a contact device that is built according to Swiss Patent No. 230584. The two contacts 1 and 2 are so block contacts with 3 designed metal supports for the current transfer. Each of these r-block contacts is BEZW on a metal membrane 4. 5 attached, which participates in the contact movements and at the same time takes over the power supply and routing.

   Such a structure also results in an exact degree of contact, which is important for very small contact distances. The membranes are provided with cooling openings 6, which can be circular, sector-shaped or slit-shaped and through which, for example, a cooling air flow passes, which dissipates the heat contained in the contacts. The contacts themselves are under vacuum in the chamber 7, which is formed by two membranes 8 and 9 and a cylin drisch welded to the membranes insulating ring 10. These membranes can be effectively cooled by cooling vanes 11, so that impermissible heating of the weld points is prevented.

   It turns out that with asymmetrical contact movement or with cooling blades that are asymmetrically shaped with respect to the air flow, the movement of the cooling air flow can also be influenced. The cooling air can be uniform z. B. flow from bottom to top in the axial direction through the contact device or axially fed to the contacts on both sides and led away radially from there. It is also easily possible to cool the contacts themselves using a liquid. which is fed in and out again in channels which are arranged in the membranes 4 and 5. With a view to the rapid compensation of changes in the contact position, it is advisable to make the cooling itself dependent on a temperature or the current load of the device.

   The contacts are supplied with power via rails 12 and 13, which are soldered onto membranes 4 and 5. With correct cooling, a coarse compensation of the unequal contact expansions is already largely possible, while the fine compensation is left to the additional means according to the invention.



  The membranes 4 and 5 are nientteile 14 respectively in the Rah. 15 clamped. The tension can be such that radial pressure forces acting from the outside are exerted on the diaphragms, which force one or both diaphragms in a known manner when moving in the axial direction to tilt through their zero position. Apart from external axial forces, its center does not find a stable position in the plane formed by its edge.

   With a suitable choice of the tilting direction and the clamping, such that the tilting force supports the force moving the contact, the membrane 5 can be used in the sense of DRP. No. 590783 can be used to increase the stroke of the magnetostrictive contact drive. This drive consists of the magnetostriction bodies 16, 17 and 18 connected mechanically in series and magnetically in parallel.

   The magnetization of these bodies by the embedded coils 19 and 20 takes place in such a way that the bodies 16 and 18 expand, for example, while the body 17 contracts. As a result of the mechanical series connection, the three components are added together for the contact movement.



  The tilting force of the membrane 5 can also be used for at least partial compensation of the negative pressure prevailing in the contact space 7. When using nickel as the magnetostrictive metal for the drive, the movement takes place in such a way that contact 2 is pulled away from contact 1 when magnetized. As a result of the tilting force of the membrane, this contact stroke is additionally increased. There is then an equilibrium between the magnetostrictive force and the tilting force on the one hand and the elastic driving forces and the negative pressure in the contact space on the other.



       A mass 21 is arranged behind the membrane 4 of the stationary contact, which is resiliently mounted on the beam 212 and detaches itself from the membrane 4 when the contact 2 hits the contact 1 due to the impact or the impact. As the impact energy is carried along by this mass, the contact movement is protected from bruises.

   In the axial direction behind the mass 21 there is the control coil 23, the inductance of which fluctuates depending on the size of the air gap 24. With this arrangement, a mean inductance is established which is dependent on the mean value of the contact pressure.

   Contact distances that are too small reduce the impact effect, so that the air gap becomes too large; this reduces their inductance. The coil itself consists of two windings which are located in the branches of a bridge arrangement supplemented by the resistors 25, 2, 6. In the zero branch of this bridge are the field windings 28 and 29 of a magnetic amplifier connected via the rectifier 27.

   As is well known, this consists of only stationary parts which can be easily assembled with the contact device to form a structural unit and which enable an extremely effective amplification of the control voltage occurring at the zero branch of the measuring arrangement.



  In the simple embodiment shown, the amplifier consists of the two chokes 30 and 31, the core of which is, for example, made of Permalloy and which - the AC current-carrying work windings 32, 33. As is known, a change in the excitation results in a very strong change in the magnetic conductivity and thus in a change in the alternating current flowing through the magnetic amplifier.

   By rectifying this alternating current in the rectifier 34 and feeding back at least part of the same via the feedback coils 35, 36, a significant amplification of the changes is achieved. If the contact distance is too small, this alternating current is reduced, for example, as a result of which the heating power of the coil 37 decreases. This coil heats an expansion body r38i with a large expansion coefficient, which contracts when the heating power is reduced, so that the contact spacing returns to its original size because the entire drive is reduced.

   The drive on is held by the elastic annular web 39.



  The greater the selected gain, the more precise the control. In the case of the control method described, depending on the magnitude of the amplification, there is always a slight deviation in the contact distance from the setpoint. However, it is easily possible instead. the so-called static control principle described to apply the Asian, whereby the distance correction takes place until every deviation has completely disappeared. For example, a motorized adjustment device changes the control variable until the deviation is zero and the motor comes to a standstill.



  In both cases you will be the time constant of the control if possible the time constant of the contact heating. adapt to the change in the contact position when heated. When the contact device is switched off, the control equipment must of course also be taken out of operation. On the other hand, it proves to be useful to let the device run idle for a while before loading it. This can easily be done by using the control windings 19 and / or 20.



  In the example shown, the external air used for cooling flows from below through the shielding cylinder 40 and the openings 41 along the control windings to the contact and from there up to the outside. The external cooling can be made dependent on the control parameters and the cooling air can be brought into contact with the expansion body 38 at the same time. To distance the drive parts from each other respectively. from the coils, e.g. B. between rod 16 and coil 19, intermediate pieces containing graphite can be used. Due to their conductivity, these support the heat balance and are insensitive to small axial movements.

    



  Instead of an expansion control, bimetals can also be used in a longitudinal or transverse arrangement. For example, it is possible to lay the drive part 18 at its lower end on a membrane-like bimetal body lying perpendicular to the axis of the device, which expands in the axial direction when it is heated and thus changes the position of the contact over part 18.

   It is advisable to distribute the control winding between the individual drive parts, so that better alagnetization is achieved along with less heat loss and better cooling at the same time. This measure also has an effect in terms of temperature compensation and thus the reduction in changes in the contact distance.

   In the space 42 formed by the drive parts 17 and 18, rubber damping the mechanical movement can be arranged, which rubber is sufficiently cooled in the above arrangement.



       Bc @ i magnetostrictive measurement of Kon- t@iktdruelzschwa.nlzungen is z. B. a cylin drischer _Magnetostrictionkörper in the axial direction about behind the moving contact in place of the expansion body 3.8 or in. Row with it, so between frame 15 and drive body 18, arranged.

   The control coil located on the same is changed in its inductance by the pressure-dependent changes in permeability, i. 1a. an alternating current flowing through them changes in size. The relative change in permeability is generally much greater than the elongation of such bodies.

   Here, too, a control variable can be formed as a function of a ratio or a difference between voltages, which is increasingly fed to the control device.



  In a particularly simple embodiment of the invention, the upper contact is provided with a relatively large weight which tries to press it onto the lower contact. With perio dical contact movement is then, this-it weight due to its inertia and with pas send selected attenuation, z. B. by a Clbrake, on which the weight is hanging up, remain at a certain distance from the moving contact.

   If the damping is very high, the distance will then essentially depend on the maximum contact pressure and not on its mean value. By changing this weight, the contact spacing can easily be changed. Such an influence can also take place electro-magnetically, whereby the corresponding force can be changed depending on the contact load.



  The invention differs from a regulation of the contact distance, which is only based on the control of contact temperatures, in that a direct measure of the contact distance is obtained in the contact pressure. In this way, it is possible to keep the contact distance in the selected size much more quickly and precisely than if only the temperatures dependent on external circumstances were to be checked.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Einrichtung zur selbsttätigen Beeinflus sung des Abstandes zweier periodisch sich berührender Kontakte, dadurch gekennzeich net, dass Mittel zum wenigstens teilweisen Ausgleich des Einflusses. der Temperatur unterschiede des Kontaktgerätes auf den Kontaktabstand und solche zur Messung des Kontaktdruckes vorgesehen sind, welche bei Abweichungen desselben von einem vor gegebenen, vom Kontaktabstand abhängigen Werte den Kontaktabstand bis zur wenig- s i ens angenäherten Wiederherstellung des, vorgegebenen Kontaktdruckes verändern. UNTERANSPRÜCHE: 1. PATENT CLAIM: Device for automatically influencing the distance between two periodically touching contacts, characterized in that means for at least partial compensation of the influence. the temperature differences of the contact device on the contact distance and those for measuring the contact pressure are provided, which change the contact distance in the event of deviations from a given value depending on the contact distance up to a little approximation of the restoration of the specified contact pressure. SUBCLAIMS: 1. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass bei einem über dem bewegten Kontakt praktisch ruhend an- geordneten Kontakt letzterer mit einer im Verhältnis zur Masse des bewegten Kontaktes grossen Masse verbunden ist, deren Gewicht wenigstens teilweise von den periodischen Stoss kräften des bewegtenKontaktes getragenwird. <B>2</B>. Einrichtung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die Gewichtsbela stung durch zusätzliche Kräfte verändert werden kann. 3. Device according to patent claim, characterized in that if a contact is arranged practically stationary above the moving contact, the latter is connected to a mass which is large in relation to the mass of the moving contact, the weight of which is at least partially borne by the periodic impact forces of the moving contact. <B> 2 </B>. Device according to dependent claim 1, characterized in that the weight load can be changed by additional forces. 3. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Mittel bei Ab- vveichungen des, Kontaktdruckes, vom vor gegebenen Werte eine von der Abweichung abhängige ,Steuergrösse liefern, welche einer den Kontaktabstand verändernden Regelein richtung zugeleitet wird. 4. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die zur Messung des Kontaktdruckes vorgesehenen Mittel wenigstens angenähert den zeitlichen Mittel wert desselben erfassen. 5. Device according to patent claim, characterized in that, when the contact pressure deviates from the given values, the means deliver a control variable which is dependent on the deviation and which is fed to a control device which changes the contact spacing. 4. Device according to claim, characterized in that the means provided for measuring the contact pressure detect at least approximately the time mean value thereof. 5. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die zur Messung des Kontaktdruckes vorgesehenen Mittel wenigstens angenähert den zeitlichen Höchst wert desselben erfassen. 6. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Kontaktdruck wenigstens angenähert konstant gehalten wird.. 7. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Kontaktdruck in Abhängigkeit der elektrischen Kontakt belastung verändert wird. B. Device according to patent claim, characterized in that the means provided for measuring the contact pressure detect at least approximately its maximum value over time. 6. Device according to claim, characterized in that the contact pressure is kept at least approximately constant .. 7. Device according to claim, characterized in that the contact pressure is changed as a function of the electrical contact load. B. Einrichtung nach Unteranspruch 3" da durch gekennzeichnet, dass der Kontaktdruck durch die Auslenkung eines. von der Bewe gung mindestens eines Kontaktes beeinfluss ten Organes gemessen wird. 9. Einrichtung nach Unteranspruch 8, da durch gekennzeichnet, dass die Auslenkung durch Kontrolle mindestens eines Luftspaltes auf elektroinduktivem Wege gemessen wird. 10. Device according to dependent claim 3, characterized in that the contact pressure is measured by the deflection of an organ influenced by the movement of at least one contact. 9. Device according to dependent claim 8, characterized in that the deflection is determined by checking at least one air gap is measured electro-inductively 10. Einrichtung nach Unteranspruch 9; dadurch gekennzeichnet, dass die induzierten Spannungen in einem Magnetverstärker ver stärkt und als Steuergrösse der den Kontakt abstand verändernden Regeleinrichtung zu- geleitet werden. 11. Einrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuergrösse zusätzlich in Abhängigkeit der elektrischen Kontaktbelastung verändert wird. 12. Einrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuergrösse zusätzlich in Abhängigkeit mindestens einer Temperatur des Gerätes, verändert wird. Device according to dependent claim 9; characterized in that the induced voltages are amplified in a magnetic amplifier and fed as a control variable to the control device which changes the contact distance. 11. Device according to dependent claim 3, characterized in that the control variable is also changed as a function of the electrical contact load. 12. Device according to dependent claim 3, characterized in that the control variable is also changed as a function of at least one temperature of the device. 13. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass zusätzliche Mittel zur Verringerung der Abweichungen des Kontaktabstandes vorgesehen sind. 14. Einrichtung nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei Kontakt einrichtungen mit einem praktisch ruhenden Kontaktteil dieser elastisch gelagert ist und dessen Auslenkungen gemessen werden. 15. Einrichtung nach Unteranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in ,Stossrichtung hinter dem elastisch gelagerten Kontaktteil eine ebenfalls elastisch gelagerte Masse ange ordnet ist, deren Auslenkungen gemessen werden. 16. 13. Device according to claim, characterized in that additional means are provided for reducing the deviations in the contact distance. 14. Device according to dependent claim 8, characterized in that in the case of contact devices with a practically stationary contact part, this is elastically mounted and its deflections are measured. 15. Device according to dependent claim 14, characterized in that, in the direction of impact behind the elastically mounted contact part, a likewise elastically mounted mass is arranged, the deflections of which are measured. 16. Einrichtung nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass durch Mittel zur thermischen Ausdehnungsregelung der Kontaktabstand verändert wird. 17. Einrichtung nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakt abstand durch axiale Bewegung mindestens eines Kontaktteils unter der Wirkung von in ihrer Temperatur geänderten Bimetallen ge regelt wird. 18. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Kontaktdruck durch die Permeabilitätsänderung eines ihm ausgesetzten magnetostriktiven Materials ge messen wird. 19. Device according to dependent claim 10, characterized in that the contact distance is changed by means for thermal expansion control. 17. Device according to dependent claim 10, characterized in that the contact distance is regulated by axial movement of at least one contact part under the action of bimetals changed in temperature. 18. Device according to claim, characterized in that the contact pressure is measured by the change in permeability of a magnetostrictive material exposed to it. 19th Einrichtung nach Unteranspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Kon taktanordnung, bei welcher die Kontakt bewegung durch die Dehnungen eines magne- tostriktiven Stabes erfolgt, auf diesem eine Kontrollwicklung zur Messung der vom Kon taktdruck abhängigen Permeabilität ange ordnet ist. 20. Einrichtung nach Unteranspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen An- trieb und Rahmenkörper ein von der Reaktion des Kontaktdruckes beanspruchter magnetostriktiver Körper geschaltet ist. 21. Device according to dependent claim 18, characterized in that in the case of a contact arrangement in which the contact movement occurs through the expansion of a magnetostrictive rod, a control winding for measuring the contact pressure-dependent permeability is arranged thereon. 20. Device according to dependent claim 18, characterized in that a magnetostrictive body stressed by the reaction of the contact pressure is connected between the drive and the frame body. 21st Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass mindestens ein Kontakt auf mindestens einer der Wärme ableitung dienenden Membran befestigt ist. 22. Einrichtung nach Unteranspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran Kühlöffnungen aufweist. 23. Einrichtung nach Unteranspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran Kühlkanäle aufweist, durch welche das Kühlmedium in Kontaktnähe vorbeigeführt werden kann. 24. Einrichtung nach Unteranspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Membran derartigen mechanischen Spannun gen unterworfen ist, dass ihre Mitte, abge sehen von äussern axialen Kräften, in der durch ihren Rand gebildeten Ebene keine stabile Lage findet. 2,5. Device according to patent claim, characterized in that at least one contact is attached to at least one membrane serving to dissipate heat. 22. Device according to dependent claim 21, characterized in that the membrane has cooling openings. 23. Device according to dependent claim 21, characterized in that the membrane has cooling channels through which the cooling medium can be passed in the vicinity of the contact. 24. Device according to dependent claim 21, characterized in that at least one membrane is subjected to such mechanical stresses that its center, apart from external axial forces, does not find a stable position in the plane formed by its edge. 2.5. Einrichtung nach Unteranspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass bei unter Va kuum oder Überdruck befindlichen Kontak ten wenigstens eine Membran derart vorge spannt ist, dass sie zur wenigstens teilweisen Kompensation des am Kontakt herrschenden Unter- bezw. Überdruckes dient. Device according to dependent claim 24, characterized in that when the contacts are under vacuum or overpressure, at least one membrane is prestressed in such a way that it is used for at least partial compensation of the under- or overpressure prevailing at the contact. Serves overpressure. \?6. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass bei einer Kontakt anordnung, bei welcher die Kontaktbewegung durch die Dehnungen mehrerer koaxialer zylindrischer magnetostriktiver Magnetkör per erfolgt, die Erregerwicklung zum Zweck des Ausgleiches der Temperaturunterschiede zwischen den verschiedenen Magnetkörpern verteilt angeordnet ist. 27. \? 6. Device according to patent claim, characterized in that in a contact arrangement in which the contact movement takes place through the expansion of several coaxial cylindrical magnetostrictive Magnetkör by, the excitation winding is arranged to compensate for the temperature differences between the different magnetic bodies. 27. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass bei einer Kontakt anordnung, bei welcher die Kontaktbewegung durch die Dehnungen mehrerer koaxialer zylindrischer magnetostriktiver Magnetkör per erfolgt, diese Antriebsteile durch Graphit enthaltende und die Wärme leitende Zwi schenstücke geführt sind. Device according to patent claim, characterized in that in a contact arrangement in which the contact movement is effected by the expansion of several coaxial cylindrical magnetostrictive Magnetkör by, these drive parts are guided by intermediate pieces containing graphite and which conduct heat.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1055138B (en) * 1955-02-07 1959-04-16 Licentia Gmbh Periodically operated contact device for mechanical power converters with push-button operated contacts
DE1069301B (en) * 1959-11-19
DE1104080B (en) * 1958-03-03 1961-04-06 Telefunken Gmbh Switching device for periodic contact with very high frequency
DE977386C (en) * 1951-08-20 1966-04-07 Licentia Gmbh Heavily loaded contact with cooling surfaces for cooling by flowing coolant
DE1257288B (en) * 1956-11-26 1967-12-28 Bendix Corp Electromagnetic self-breaker

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1069301B (en) * 1959-11-19
DE977386C (en) * 1951-08-20 1966-04-07 Licentia Gmbh Heavily loaded contact with cooling surfaces for cooling by flowing coolant
DE1055138B (en) * 1955-02-07 1959-04-16 Licentia Gmbh Periodically operated contact device for mechanical power converters with push-button operated contacts
DE1257288B (en) * 1956-11-26 1967-12-28 Bendix Corp Electromagnetic self-breaker
DE1104080B (en) * 1958-03-03 1961-04-06 Telefunken Gmbh Switching device for periodic contact with very high frequency

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