DE1083386B - Zusaetzliche Beschleunigungseinrichtung fuer Tauchanker in Schaltroehren mit Schaltfluessigkeit - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine zusätzliche Beschleunigungseinrichtung für Tauchanker in Schaltröhren mit Schaltfiüssigkeit, die aus einer zwischen dem Anker und einer Stirnseite der Schaltröhre angeordneten Druckfeder besteht.

In der Praxis treten bei den vorgenannten, bekannten Schaltröhren gewisse Mangel auf. Wird z. B. die Spule, durch deren magnetische Kraft der Tauchanker bei Erregung aus der Schaltflüssigkeit herausgezogen wird, entregt, so bewegt sich der Tauchanker unter der Wirkung der Federkraft und des Eigengewichtes relativ schnell nach unten, wodurch die leitende Verbindung zwischen den Kontakten hergestellt wird. Beim Abschalten jedoch muß die Magnetkraft den Anker entgegen seiner Gewichtskraft und der von außen wirkenden Federkraft bewegen; die Abschaltung erfolgt daher relativ langsam, was mit den bekannten Nachteilen (Lichtbogenausbildung, hohe Erwärmung usw.) verbunden ist.

Besonders schwierig liegen weiterhin die Auftriebs-Verhältnisse in Schaltröhren mit Seitenarmen, in die die Schaltflüssigkeit durch Eintauchen des Ankers bei Erregung der Spule verdrängt wird. Bei Entregung wird in dem Moment, in dem keine magnetische Kraft mehr auf den Anker einwirkt, dieser angehoben. Die Schaltflüssigkeit strömt aus dem Seitenarm in den Hauptteil der Schaltröhre zurück und hebt den Tauchanker dadurch an.

Zu Beginn dieses Vorgangs befindet sich der Anker noch vor der Mündung des Seitenarmes in den Hauptteil des Schaltrohres. Das aus dem Seitenarm zurückströmende Quecksilber trifft auf den Anker, der mit knappem Spiel in der Schaltröhre angebracht ist, und wird abgebremst. Dadurch tritt eine unerwünschte Verzögerung auf. Erst wenn genügend Quecksilber in den Hauptteil der Röhre geströmt ist, wird das untere Ende des Ankers über die Mündung gehoben, und die restliche Schaltflüssigkeit kann, ohne durch den Anker abgebremst zu werden, aus dem Seitenarm abfließen. Ein weiterer Mangel ist, daß der Anker meistens etwas exzentrisch in der Schaltröhre angeordnet ist. Dies ist z. B. dadurch bedingt, daß sich der Anker nicht in der theoretischen Mittellage befindet, sowie durch den während des Betriebs notwendigerweise auftretenden Abrieb der Wandungen der vorzugsweise keramischen Führungskanäle des Ankers. Die nachströmende, mit einer seitlichen Komponente drückende Schaltflüssigkeit ruft infolgedessen unerwünschte Reibungskräfte hervor. Die Reibungswiderstände verzögern den Auftrieb und können zu erheblichen Störungen des Schalt-Vorgangs führen.

Der Anker übt ferner trotz Dämpfung durch die Reibungskräfte, welche bei der Bewegung durch die Schaltflüssigkeit auftreten, und der Arbeit, die zum Zusätzliche Beschleunigungseinrichtung

für Tauchanker in Schaltröhren

mit Schaltfiüssigkeit

Anmelder:

Eberle & Köhler K. G._r
Nürnberg, Oedenberger Str. 57-65

Dr. Otto Eberle, Martin Schmidt und Herbert Prucker,

Nürnberg,
sind als Erfinder genannt worden

Verdrängen der Schaltflüssigkeit geleistet werden muß, einen Stoß auf den Boden des Glasrohres aus, dessen Stärke von der dem Anker durch die magnetische Kraft erteilten Beschleunigung abhängt.

Um die erwähnten Nachteile zu beseitigen und besonders den Ankerauftnieb zu beschleunigen, sind bereits verschiedene Maßnahmen getroffen worden. Es ist bekanntgeworden, durch Anbringen von Rippen die Ankerführung zu verbessern. Dies ist aber von einem Mindestpegelstand der Schaltflüssigkeit abhängig. Außerdem sind Dämpfungsfedern bekanntgeworden, welche Stöße des Ankers auf den unteren und oberen Boden der Schaltröhre während des Transportes dämpfen, um dieselben vor Bruch zu schützen, jedoch stehen diese Federn bei eingetauchtem Anker nicht unter einem Spannungszustand, können also den Anker beim Anheben durch den Magneten nicht beschleunigen.

Eine weitere Anordnung sieht vor, daß Federn zwischen dem Anker und einer bestimmten Stelle des Glaskörpers angebracht sind und die Aufgabe haben, den Anker in einer bestimmten Stellung innerhalb der Schaltröhre zu fixieren bzw. bei Entregung nach unten hin zu beschleunigen, also nur die Einschaltbewegung schneller zu machen.

Schließlich ist es bekannt, Dämpfungsfedern entweder am Anker oder am Anker und dem Schaltröhrenkörper zu befestigen.

Demgegenüber bewirkt die Einrichtung gemäß der Erfindung eine schnelle Ausschaltung, ohne daß eine Reibung zwischen dem Anker und den Führungsmitteln auftritt, auf besonders einfache Art, indem zwischen dem unteren Ende der Schaltröhre und dem Verdrängungskörper eine gewendelte Druckfeder mit

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rechteckigem Materialquerschnitt angebracht ist, welche dem Verdrängungskörper bei Entregung der Steuerspule eine zusätzliche Beschleunigung in Richtung des Auftriebes erteilt. Eine solche Feder findet deshalb Verwendung, da runde Federn seitlich ausweichen können, wenn sie nicht geführt werden, was zu unerwünschten Begleiterscheinungen führt. Die vorgeschlagene Feder dagegen benötigt keinerlei besondere Führung und kann daher universell in jeder Schaltröhre mit Tauchanker oder Hubanker angebracht werden. Auch ist ein besonderer, durch die ganze Schaltröhre laufender Führungsstift nicht notwendig. Als Material für die Feder wird vorzugsweise eine Legierung folgender Zusammensetzung verwendet: 0,75% Be, 60% Ni, 17% Fe, 15% Cr, 7% Mo, Rest Mn, Si, Co oder 0,2%Be, 26% Ni, 40% Co, 12% Cr, 11% Fe, 4% Mo, 4% W, l%Ti, 1,8% Rest, welche weich und unempfindlich gegen Quecksilber sind sowie hohe Biegewechselfähigkeit besitzen.

Werkstoffe, welche diese Eigenschaften nicht besitzen, werden durch die dauernde Berührung mit dem Quecksilber amalgamiert und neigen an den Faltstellen zu Dauerbrüchen. Bei Verwendung eines bei Erregung der Spule die Kontakte trennenden Hubankers kann ferner eine gleiche Feder zur Beschleunigung des Ankers in Richtung der Abschaltung dienen, welche im Einschaltzustand durch das Gewicht des Ankers zusammengedrückt und dadurch vorgespannt wird.

Die Erfindung ist in drei Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Schaltröhre mit Seitenarm und Tauchanker,

Fig. 2 eine Schaltröhre ohne Seitenarm mit Hubanker und

Fig. 3 die Feder.

Die Wirkungsweise wird an einem Ausführungsbeispiel an der Schaltröhre mit Seitenarmen und Tauchanker erläutert. Wird die in der Zeichnung nicht dargestellte Spule erregt, so wird der Anker 1 durch die magnetische Kraft nach unten beschleunigt. Dabei wird die Schaltflüssigkeit 2, welche sich im Schaltrohr 3 befindet, in den Seitenarm 4 verdrängt und stellt den Kontakt zwischen den Elektroden5α und 5b her. Bei seiner Bewegung gibt der Anker 1 einen Teil seiner kinetischen Energie an die Feder 6 ab, die z. B. am Anker mittels einer Scheibe 6a und Krallen Sc und am Boden mittels einer Scheibe 6 & befestigt ist. Dadurch erfährt der Anker 1 eine zusätzliche Dämpfung, d. h., der Stoß auf den Boden der Schaltröhre 3 wird weitgehend abgeschwächt.

Bei Entregung der Spule wirkt auf den Anker 1 keine magnetische Kraft mehr ein, Zusätzlich zum Auftrieb gibt die Feder 6 ihre potentielle Energie wieder an den Anker 1 ab. Der Anker bewegt sich in Richtung· seiner Ausgangslage zurück, dabei wird die Mündung des Seitenarmes 4 in das Rohr 3 schnell frei, und die Schaltflüssigkeit kann, ohne auf den Widerstand des Ankers 1 zu stoßen, schnell in das Rohr 3 zurückströmen. Der Anker wird dann durch die im Hauptteil des Rohres 3 ansteigende Schaltflüssigkeit in seine Ausgangslage zurückgebracht.

Je nach Gewicht des Ankers und den Auftriebsverhältnissen besteht die Feder aus einer verschiedenen Anzahl von Windungen. Auch kann am oberen Boden des Schaltrohres 3 noch zusätzlich eine Dämpfungsfeder der gleichen Art angebracht werden.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Zusätzliche Beschleunigungseinrichtung für Tauchanker in Schaltröhren mit Schaltflüssigkeit, bestehend aus einer zwischen dem Anker und einer Stirnseite angeordneten Druckfeder, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem unteren Ende der Schaltröhre (3) und dem Verdrängungskörper (1) eine gewendelte Druckfeder (6) mit rechteckigem Materialquerschnitt angebracht ist, welche den Verdrängungskörper (1) bei Entregung der Steuerspule des Schaltgerätes eine zusätzliche Beschleunigung in Richtung des Auftriebs erteilt.

2. Zusätzliche Beschleunigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (6) an beiden Enden Endscheiben (6 a, 6b) trägt.

3. Zusätzliche Beschleunigungseinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Anker oder dem Boden der Schaltröhre bzw. die dem Anker und die dem Boden der Schaltröhre (3) zugekehrte Endscheibe der Feder (6) eine Befestigungsvorrichtung (6 c) mit vorzugsweise drei Krallen besitzt und die dem Boden der Schaltröhre zugekehrte Endscheibe (6 a) mit einer Ausbuchtung oder Durchführung zur Zentrierung derselben ausgerüstet ist.

4. Zusätzliche Beschleunigungseinrichtung nach Anspruch 1 und einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für die Feder (6) ein Werkstoff mit folgender Zusammensetzung verwendet wird: 0,75%Be, 60% Ni, 17% Fe, 15% Cr, 7% Mo, Rest Mn, Si, Co oder 0,2% Be, 26% Ni, 40% Co, 12% Cr, 11% Fe, 4% Mo, 4% W, l%Ti, 1,8% Rest.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 637 201;
deutsche Patentanmeldung G 636 VIIIb/21c (bekanntgemacht am 12. April 1951);

österreichische Patentschrift Nr. 63 902;
britische Patentschrift Nr. 473 603;
USA.-Patentschrift Nr. 2 143 002.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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