DE1013744B

DE1013744B - Resistance to switch off an electrical circuit

Info

Publication number: DE1013744B
Application number: DEI8089A
Authority: DE
Inventors: William Francis Morgan
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1952-12-26
Filing date: 1953-12-24
Publication date: 1957-08-14
Also published as: US2724755A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Zur Vermeidung von Lichtbögen beim Abschalten von elektrischen, insbesondere induktiv belasteten Stromkreisen, werden häufig sogenannte Kohledruckwiderstände als elektrische Schalter verwendet. Ein solcher Schalter besteht aus mehreren aufeinandergestapelten Scheiben, z. B. aus Kohle, deren elektrischer Widerstand sich mit dem auf sie ausgeübten Druck ändert. Während die Scheiben bei geschlossenem Schalter fest zusammengepreßt sind und daher einen geringen Widerstand aufweisen, liegen sie bei geöffnetem Schalter nur lose aufeinander und bilden einen hohen Widerstand, weil die einzelnen Scheiben entweder leicht gewölbt sind oder zwischen den Scheiben Federn angeordnet sind, die benachbarte Scheiben voneinander wegdrücken. Bei Schaltern, die nach einem bestimmten Zeitplan betätigt werden, z. B. bei Nockenschaltern, ergeben sich erfahrungsgemäß Schwierigkeiten bei der Einhaltung vorgeschriebener Schaltzeiten, wenn sich die Oberflächen der stromführenden Teile, z. B. der Kohleplatten, verändern. Besonders unangenehm sind sprunghafte Änderungen der Schaltzeiten, die nur vorübergehend auftreten, beispielsweise durch abgeriebene Teilchen, die zwischen die Widerstandsscheiben gelangen und nach einigen Schalterbetätigungen wieder verschwinden, oder durch ungleichmäßige Abnutzung der Widerstandsscheiben.To avoid arcs when switching off electrical, especially inductively loaded Circuits, so-called carbon pressure resistors are often used as electrical switches. A Such a switch consists of several stacked discs, e.g. B. from coal, their electrical Resistance changes with the pressure applied to it. While the panes when the Switches are firmly pressed together and therefore have a low resistance, they are open Switch only loosely on top of each other and form a high resistance because of the individual disks are either slightly curved or springs are arranged between the discs, the adjacent discs push away from each other. For switches that are operated according to a certain schedule, e.g. B. With cam switches, experience shows that there are difficulties in complying with the prescribed Switching times when the surfaces of the live parts, e.g. B. the carbon plates, change. Sudden changes in switching times that only occur temporarily are particularly unpleasant. for example by abraded particles that get between the resistance disks and after some Switch actuations disappear again, or due to uneven wear of the resistance disks.

Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile bei Widerständen zum Abschalten eines elektrischen, insbesondere stark induktiv belasteten Stromkreises mit unter Zwischenlage von Federn auf einandergestapelten Scheiben, deren elektrischer Übergangswiderstand sich mit dem auf sie ausgeübten Druck ändert, wobei die Scheiben bei geschlossenem Schalter zusammengedrückt sind, dadurch verringert, daß die einzelnen Scheiben voneinander trennenden Federn bei ihrer Längsbewegung eine Drehbewegung der Scheiben bewirken.According to the invention, these disadvantages in resistors for switching off an electrical, in particular heavily inductively loaded circuit with interposed springs stacked on top of each other Discs, the electrical contact resistance of which changes with the pressure exerted on them, where the panes are compressed when the switch is closed, reduced by the fact that the individual Springs separating disks from one another cause a rotary movement of the disks during their longitudinal movement cause.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung weisen die zwischen den Scheiben liegenden Federn tellerförmige Gestalt auf, und lappenförmige Teile der Federn sind spiralförmig verlaufend gegenüber der Federngrundfläche abgebogen. Die Erfindung ist in den Zeichnungen an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert.According to a further feature of the invention, the springs located between the disks have plate-shaped shape, and lobe-shaped parts of the springs are spirally opposite bent over the base of the spring. The invention is shown in the drawings using an exemplary embodiment explained.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Erfindung; Fig. 1 shows a side view of an embodiment of the invention;

Fig. 2 ist ein Schnitt im vergrößerten Maßstab längs der Linie 2-2 der Fig. 1;Figure 2 is a section, on an enlarged scale, taken along line 2-2 of Figure 1;

Fig. 3 zeigt die Ansicht eines Teiles des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1, bei dem die einzelnen Teile auseinandergezogen dargestellt sind.Fig. 3 shows the view of part of the embodiment of FIG. 1, in which the individual Parts are shown exploded.

Nach Fig. 1 bis 3 enthält der Ausschalter einen Rahmen 10, um die einzelnen Schaltglieder zusammenzuhalten. Ein Ansatz an der einen Seite des RahmensAccording to FIGS. 1 to 3, the circuit breaker includes a frame 10 to hold the individual switching elements together. One approach to one side of the frame

Widerstand zum Abschalten
eines elektrischen StromkreisesShutdown resistance
an electrical circuit

Anmelder:Applicant:

IBM Deutschland
Internationale Büro-MaschinenIBM Germany
International office machines

Gesellschaft m. b. H.,
Sindelfingen (Württ), Böblinger Allee 49Gesellschaft mb H.,
Sindelfingen (Württ), Böblinger Allee 49

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 26. Dezember 1952Claimed priority:
V. St. v. America December 26, 1952

William Francis Morgan, Vestal, N. Y. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt wordenWilliam Francis Morgan, Vestal, NY (V. St. Α.),
has been named as the inventor

ist mit einer ein Gewinde enthaltenden Öffnung für die Einstellschraube 12 versehen. Ein Befestigungsbügel 13 weist Schlitze 14 für die Schrauben 15 auf, durch die der Bügel 13 am Rahmen 10 befestigt ist.is provided with an opening for the adjusting screw 12 containing a thread. A mounting bracket 13 has slots 14 for the screws 15, through which the bracket 13 is attached to the frame 10.

Die Lage des Rahmens gegenüber dem Bügel kann durch die Schraube 12 eingestellt werden. Der Bügel ist ferner mit Durchbohrungen 16 versehen, die zum Befestigen des Bügels an einer Anordnung dienen, in der der Ausschalter verwendet werden soll. Die Schraube 17 am freien Ende des Bügels ist als Klemme ausgebildet, an die die eine Seite des Schaltkreises angeschlossen ist. Der Rahmen und der Bügel bestehen aus einem elektrisch gut leitenden Material. Die aus Kohlescheiben aufgebaute Säule 18 enthält mehrere Kohlescheiben 19, die übereinandergestapelt sind. Jede Scheibe weist eine Ausbohrung 20 auf. Die Scheiben sind derart angeordnet, daß die ausgebohrte Seite jeweils auf der ebenen Seite der benachbarten Scheibe liegt. Jede Scheibe ist mit einem Loch 21 in ihrer Mitte versehen, durch das ein Kolben 22 aus isolierendem Kunststoff gleiten kann. Der Rahmen 10 besitzt ebenfalls eine Öffnung 23 für diesen Kolben. Eine Metallplatte 24 befindet sich bei der oberen Scheibe der Säule und weist eine in ihrer Mitte angebrachte, abwärts ragende Hülse mit einem inneren Gewinde auf, mit der ein reduzierter Teil 25 des Kolbens 22 verschraubt ist. Die Schulter 27 dieses reduzierten Teiles kann gegen eine Isolierscheibe 28 stoßen, die ihrerseits an dem unteren Ende der HülseThe position of the frame in relation to the bracket can be adjusted by means of the screw 12. The coat hanger is also provided with through bores 16, which are used to attach the bracket to an arrangement, in which the on / off switch is to be used. The screw 17 at the free end of the bracket is as Formed terminal to which one side of the circuit is connected. The frame and the bracket consist of a material that conducts electricity well. The column 18 made up of carbon disks contains several carbon disks 19 stacked one on top of the other. Each disk has a bore 20. the Discs are arranged in such a way that the drilled side is on the flat side of the adjacent one Disc lies. Each disc is provided with a hole 21 in its center through which a piston 22 exits insulating plastic can slide. The frame 10 also has an opening 23 for this piston. A metal plate 24 is located at the upper disc of the column and has a downwardly projecting sleeve with an internal thread, with which a reduced part 25 of the Piston 22 is screwed. The shoulder 27 of this reduced part can be pressed against an insulating washer 28 butt, in turn, at the lower end of the sleeve

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und der unteren Fläche der oberen Kohlescheibe an- geführt werden. Es ist eine Ausführungsform abgeliegt. Auf diese Weise-ist die obere Scheibe sicher bildet, bei der die Bewegung durch Abtasten einer an der Metallplatte befestigt. Eine mit federnden An- Nockenscheibe gesteuert wird. Die Abtastvorrichtung sätzen versehene Scheibe 29 ist durchbohrt, und durch 48 enthält einen Abtastarm 51 und Abtastrollen 52. dieses Loch kann der. Kolben 22 gleiten. Die Scheibe 5 Der Abtastarm ist um den Zapfen 49 an der Rahmen-29 ist zwischen der Isolierscheibe 28 und dem aus- stütze 50 drehbar gelagert. Das freie Ende des Abgebohrten Teil 20 der der oberen Kohlenscheibe be- tastarmes ist gegabelt, und in dieser Gabel befindet nachbarten Kohlenscheibe gelagert. Sie ist so gebaut, sich die Führungsstange 53, durch die eine seitliche daß ihre Grundfläche 30 gegen die Kohlenscheibe Bewegung des Armes verhindert wird. Die Rollen 52 stößt. Mehrere spiralförmig verlaufende Ansätze 31 io drehen sich auf der Nockenscheibenfläche. Die dargehen von der Grundfläche aus und sind an ihren gestellte Nockenscheibe ist nur als Beispiel zu be-Enden 31 a, die die Isolierscheibe 28 berühren, abge- trachten. Ihre Form hängt von dem die erforderliche rundet, :' Zeit festlegenden Umlauf ab. Wenn die Rollen 52 dasand the lower surface of the upper carbon disk. An embodiment is deposited. In this way-the upper disc is securely formed, in which the movement is fixed by scanning one on the metal plate. A cam disk is controlled with a spring-loaded cam. The disc 29 provided with the scanning device is pierced and through 48 contains a scanning arm 51 and scanning rollers 52. This hole can be the. Piston 22 slide. The disk 5 The scanning arm is rotatably mounted around the pin 49 on the frame 29 between the insulating disk 28 and the support 50. The free end of the drilled part 20 of the touch arm of the upper carbon disk is forked, and the adjacent carbon disk is located in this fork. It is built in such a way that the guide rod 53, by means of which a lateral movement of the arm against the carbon disk, is prevented by its base surface 30. The rollers 52 abut. Several spirally extending lugs 31 io rotate on the cam disk surface. The ends 31 a, which touch the insulating washer 28, are trimmed off at their set cam disk, only as an example. Their shape depends on the rounds required: 'time setting circulation. If the rollers 52 the

Zwischen den übrigen Kohlenscheiben 19 sind Iso- Nockenscheibental 55 abtasten, ist der Stromkreis gelierscheiben 32 und federnde Scheiben 29 vorgesehen, 15 schlossen, und wenn diese sich auf dem Noekenwobei eine Isolierscheibe 32 und eine federnde scheibenkamm 56 drehen, ist der Stromkreis geöffnet. Scheibe 29 in die Ausböhrung jeder Kohlenscheibe Somit kommt durch das Drehen der Rollen auf dem hineinpassen. Der einzige Unterschied zwischen den Nockenscheibental und darauf auf dem Nockenbeiden Isolierscheiben 28 und 32 ist ihr verschiedener scheibenkamm der Abtastarm in Einwirkung mit dem Lochdurchmesser. 20 Kolben und bewegt diesen aufwärts. Beim EinsetzenIso-cam disk valley 55 is scanned between the remaining carbon disks 19, the circuit is gelierscheiben 32 and resilient washers 29 are provided, 15 closed, and when these are on the Noekenwobei Rotate an insulating disk 32 and a resilient disk comb 56, the circuit is open. Disk 29 into the bore of each carbon disk. Thus, by turning the rollers on the fit in. The only difference between the cam disc valley and on the cam both Isoliererscheiben 28 and 32 is their different washer comb of the scanning arm in action with the Hole diameter. 20 piston and moves it upwards. When inserting

Das obere Ende des Rahmens 10 ist mit einer -■. der Kolbenbewegung werden die Platte 24 und die Schrauböffnung 36 versehen, in die die Hülse 41 mit obere Kohlenscheibe mit diesem bewegt. Hierdurch ihrem Außengewinde geschraubt ist. Die Hülse weist wird die Spannung von der Kohlensäule weggenoman ihrem unteren Ende einen Flansch 42 auf, der an men. Die federnden Ansätze 29 suchen jetzt alle seinem Umfang gerändelt ist, um das Drehen der 25 Scheiben voneinanderzutrennen, wodurch der Säulen-Hülse in der Rahmenöffnung zu erleichtern. Eine widerstand bis ins Unendliche ansteigt. Der WiderHülse 43 aus Isolierstoff befindet sich in der Hülse Standsanstieg von einem sehr geringen bis zum un-41 und ragt über das obere Ende der Hülse 41 hin- endlich großen Wert beginnt von der Bewegung des aus. Kolbens an; er erfolgt sehr schnell, jedoch nichtThe upper end of the frame 10 is provided with a - ■. the piston movement, the plate 24 and the screw opening 36 are provided, into which the sleeve 41 moves with the upper carbon disc. As a result, its external thread is screwed. The sleeve has the tension away from the coal column at its lower end on a flange 42 which is attached to the men. The resilient lugs 29 are now looking all its circumference is knurled to separate the turning of the 25 disks from one another, thereby facilitating the column sleeve in the frame opening. A resistance increases to infinity. The resistance sleeve 43 made of insulating material is located in the sleeve with a level increase from a very small to un-41 and protrudes over the upper end of the sleeve 41, starting from the movement of the. Piston on; it happens very quickly, but not

Ein Bolzen 35 kann in der Hülse 43 gleiten und ist 30 augenblicklich, wie es bei üblichen Ausschaltern der mit räumlich voneinander; getrennten Kopf teilen 33 Fall ist.A bolt 35 can slide in the sleeve 43 and is 30 instantaneous, as is the case with conventional switches with spatially from each other; separate head share 33 case is.

und 34 versehen. Eine federnde Unterlagscheibe mit Die Scheiben mit den federnden Ansätzen zwischenand 34 provided. A resilient washer with the washers with the resilient lugs between

Ansätzen 37 ist zwischen den Kopfteilen und der benachbarten Scheiben führen eine sehr zweckmäßige Platte 24 gelagert. Durch diese Federscheibe 37 wird Aufgabe aus. Beim Anlegen eines Druckes auf den die Kohlesäule zusammengedrückt, und eine gute 35 Kohlenscheibenstapel werden die Ansätze zusammenelektrische Leitung wird hergestellt. Die Federscheibe gedrückt. Bei Wegnahme des Druckes bewegen die 37 ist in ihrem mittleren Teil 38, der zwischen den Ansätze die benachbarten Kohlescheiben axial zu dem beiden Kopf teilen gelagert ist, durchbohrt und besitzt Kolben und trennen die sich berührenden Oberflächen, zwei Ansätze 39, deren Enden 40 mit der Platte 24 Beim Zusammendrücken der federnden AnsätzeLugs 37 is a very useful lead between the headers and the adjacent panes Plate 24 stored. This spring washer 37 is the task. When applying pressure to the the coal column is compressed, and a good 35 coal disk stack will electrically connect the approaches together Line is established. The spring washer pressed. When the pressure is removed, the move 37 is in its middle part 38, which between the lugs, the adjacent carbon discs axially to the both head parts is mounted, pierced and has pistons and separate the contacting surfaces, two lugs 39, the ends 40 of which with the plate 24 when compressing the resilient lugs

vernietet sind. Nach oben umgebogene Flächen an den 40 werden die Enden dieser Ansätze um einen Winkel Ansätzen sind bei dem mittleren Teil 38 zur Er- betrag verschoben. Durch die Reibung zwischen den höhung der Federkraft vorgesehen. Eine Isolier- Ansatzenden, den Isolierscheiben und den Kohlescheibe 45 ist zwischen dem Flansch 42 mit dem scheiben drehen sich die Kohlescheiben, wenn diese Kopfteil 33 gelagert. Winkelverschiebung auftritt. Die untere Kohlescheibeare riveted. Upwardly bent surfaces on the 40 will angle the ends of these lugs are shifted in the middle part 38 to the amount. Due to the friction between the increase of the spring force provided. An insulating approach ends, the insulating washers and the carbon washer 45 is between the flange 42 with the disks, the carbon disks rotate when these Head part 33 stored. Angular displacement occurs. The lower coal disk

Um die Lage des Bolzens 35 sicherzustellen, ist die Φ5 beim Rahmen dreht sich infolge der Reibung nicht. Isolierscheibe 46 an dem überragenden Ende der Eine relative Bewegung besteht zwischen allen Kohle-Hülse 43 angebracht, und die Mutter 47 ist mit dem scheiben. Durch das Drehen dieser Scheiben wird eine Bolzen verschraubt. Die Mutter kann angezogen wer- gleichmäßige Kontaktfläche erreicht, auf der der Verden, bis der Bolzen sicher befestigt ist. Der Bolzen schleiß sich gleichmäßig verteilt.In order to ensure the position of the bolt 35, the Φ5 on the frame does not rotate due to the friction. Isolation washer 46 at the protruding end of the A relative movement exists between each carbon sleeve 43 attached, and the nut 47 is with the washers. Turning these discs creates a Bolt screwed. The nut can be tightened. Even contact surface is achieved on which the verden, until the bolt is securely attached. The bolt wears evenly.

hat noch eine weitere Aufgabe zu erfüllen; er ist als 50 Der Verschleiß an den Kohlescheiben sucht den zweite Klemme des Ausschalters ausgebildet. Durch Abschaltzeitpunkt zu ändern. Somit wird sich, wenn eine weitere Mutter 48 wird die elektrische Leitung die Kohlescheiben dünner werden, der Kolben tiefer an den Bolzen angeschlossen. abwärts auf den Abtastarm zu bewegen. Hierdurchhas one more job to do; he is than 50. The wear on the carbon discs is looking for the second terminal of the circuit breaker formed. To be changed by the switch-off time. Thus, if Another nut 48 will make the electrical conduction the carbon washers thinner, the piston deeper connected to the bolt. move downward onto the pickup arm. Through this

Nach vorstehendem verläuft ein elektrischer wird der Abschaltpunkt um einen bestimmten Betrag Stromkreis von der Klemme 17 über den Befesti- 55 vorverlegt und daher der zeitlich festgelegte Umlauf gungsbügel 13, den Rahmen 10, die Kohlensäule 18, gestört. Ein bestimmter Kohlesäuleverschleiß wird die Platte 24 und über die Ansätze 39 zum Bolzen 35. durch den mechanischen Verschleiß am Kolbenende Bekanntlich ändert sich der Widerstand der an der Abtastvorrichtung und an der Nockenscheibe Kohlensäule mit dem auf sie ausgeübten Druck. Die selbst ausgeglichen. Das Einstellen kann in einfacher federnden Ansätze 39- dienen zum Zusammen- 60 Weise durch Lösen der Schrauben 15, Einstellen der drücken der Kohlensäule, so daß nur ein geringer Schraube 12 und darauf durch Anziehen der Schrau-Widerstand für den Strom vorhanden ist. ben 15 vorgenommen werden. Es muß jedoch eineAccording to the above, the switch-off point is electrical by a certain amount Circuit moved forward from terminal 17 via fixture 55 and therefore the timed cycle gungsbügel 13, the frame 10, the coal column 18, disturbed. A certain coal column wear is the plate 24 and via the lugs 39 to the bolt 35. by mechanical wear at the piston end As is known, the resistance changes on the scanning device and on the cam disk Column of coal with the pressure exerted on it. The self balanced. Setting can be done in a simpler way Resilient lugs 39- are used to put together 60-way by loosening the screws 15, adjusting the press the coal column so that only a small screw 12 and on it by tightening the screw resistance for the electricity is available. ben 15 can be made. However, there must be one

Zum Abschalten des Stromkreises muß der Druck, Abtastlehre zwischen den Kolben und den Abtastarm der an die Kohlensäule durch die federnden Ansätze eingeführt werden, damit eine genaue Einstellung erangelegt ist, allmählich nachlassen. Hierdurch 65 folgen kann, durch die der ursprüngliche, zeitliche suchen die Federscheiben 29 die Kohlenscheiben von- Zustand wiederhergestellt wird.To turn off the circuit, the pressure, scanning gauge must be between the piston and the scanning arm which are introduced to the coal column through the resilient lugs, so that an exact setting is created is to gradually subside. This 65 can follow through which the original, temporal the spring washers 29 seek the carbon washers from condition is restored.

einanderzutrennen; infolgedessen steigt der Wider- Die Größe des Druckes auf die Säule kann durchto separate from each other; as a result, the resistance increases. The size of the pressure on the column can through

stand. Der Druck der federnden Ansätze 39 wird Drehen des gerändelten Flansches 42 geändert werdurch Bewegen des Kolbens 22 herabgesetzt. Das Be- den. Wenn der Verschleiß an der Kohlesäule über wegen des Kolbens kann sehr verschiedenartig durch- 70 einen weiten Zeitraum zunimmt, sinkt der an diewas standing. The pressure of the resilient lugs 39 is changed by turning the knurled flange 42 Movement of the piston 22 is reduced. The beach. When the wear and tear on the coal column is over Because of the piston, it can be very different by 70 increases, decreases to the

Säule gelegte Druck. Deshalb muß der Flansch so gedreht werden, daß der Druck auf die Säule wieder steigt.Pillar put pressure. Therefore, the flange must be turned so that the pressure on the column again increases.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Resistance to switch off an electrical, particularly heavily inductive load Circuit with discs stacked on top of one another with the interposition of springs, in particular from Coal, the electrical contact resistance of which changes with the pressure exerted on it, wherein the discs are compressed when the switch is closed, characterized in that that the springs (31) separating the individual disks (20) from one another during their longitudinal movement cause the disks (20) to rotate.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the between the discs (20) lying springs (29) have plate-shaped shape and lobe-shaped parts (31) of the springs are bent in a spiral with respect to the spring base surface.

3. Arrangement according to claims 1 and 2, characterized in that the discs (19) each

a bore (20) into which an insulating washer (28) and the spring (29) fit, and a Have through hole (21) in the middle through which a piston (22) can slide through a Device, in particular by a cam disk arrangement (48 to 56), is controlled.

4. Arrangement according to claims 1 to 3, characterized in that the compressing the discs The spring (37) is mounted between the piston (22) and a pin (35), the pressure exerted on which is adjustable.

5. Arrangement according to claims 1 to 4, characterized in that the wear and tear The switching time shift occurring in the disks can be compensated for by turning a disk (42).

Considered publications:
German patent specifications No. 290 847, 590 372,
630 366;

Swiss patents No. 143 303,
025;

French Patent No. 555 572;
U.S. Patent No. 2,406,449.

1 sheet of drawings