DE1105032B - Elektrischer Stufenschalter - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Stufenschalter. Bei der Messung sehr niedriger Ströme bzw. sehr hoher Widerstände sind eine Reihe von besonderen Forderungen zu erfüllen, die insbesondere bei elektrometrischen Messungen von den in der allgemeinen elektrischen Meßtechnik und in der Funktechnik bestehenden Forderungen zum Teil wesentlich abweichen.

Die wichtigsten Forderungen sind einmal der Aufbau der Schalter nach dem sogenannten Schutzringprinzip, d. h., daß zwischen sämtlichen Schaltkontakten die Isolierstrecke durch geerdete Ableitungen für den Kriechstrom unterbrochen ist. Weiterhin soll zwischen sämtlichen Schaltkontakten eine kleinsttnögliche Kapazität bestehen, und es sollen besondere Maßnahmen zur Erzielung einer sehr hohen Isolation getroffen werden. Wichtig ist noch eine geringe mechanische Druck- oder Zugbeanspruchung der Isolatoren, Vermeidung jeder Reibung während des Schaltens — zwischen den Isolatoren, zwischen den Kontakten sowie zwischen Isolatoren und Kontakten —, beliebig einstell- oder justierbarer Kontaktdruck. Außerdem ist eine Fernhaltung von äußeren Störeinflüssen, wie z. B. elektrischen, magnetischen, elektromagnetischen und athmosphärischen Einflüssen, notwendig.

Es ist ein Meßstellenschalter für Starkstrom bekannt, in dem lediglich einige der bereits genannten Merkmale verwirklicht sind. In diesem Schalter erfolgt die Kontaktgabe über Spitze—Platte, und der eigentliche Schaltvorgang erfolgt reibungsfrei, jedoch mit mechanischer Beanspruchung. Der Antrieb erfolgt mittels Taumelscheibe. Da jedem Kontakt ständig eine Schaltzunge gegenübersteht, besitzt dieser Schalter eine sehr große Gesamtkapazität. Da für die Schaltung schwächerer Ströme auch kapazitive Ladeströme eine nicht zu unterschätzende Rolle spielen, bezüglich Meßwertverfälschungen usw., ist der bekannte Schalter für diese Zwecke kaum noch geeignet.

Der Kontaktdruck ist dabei in erster Linie durch die Winkelstellung des Schaltarmes bestimmt.

Es ist weiterhin ein Meßstellenschalter mit umlaufenden Bürsten über Kollektorlamellen bekanntgeworden, bei dem die Umschaltung mit Kontaktunterbrechung ohne Isoliermaterialberührung vor sich geht. In dieser Anordnung ist weder das Schutzringprinzip verwirklicht, noch erfolgt die Kontaktgabe über Spitze—Platte; ebenso ist keine reibungs- und mechanisch beanspruchungsfreie Schaltung möglich. Außerdem besitzt diese Anordnung eine erheblich große Eigenkapazität.

Die Fortschaltung der Bürsten erfolgt nur mittels D rehbewegung.

Alle bisher bekannten Lösungen der gestellten Auf-

Anmelder:

VEB Vakutronik,
Dresden-A 21, Dornblüthstr. 14

Ernst Alfred Frommhold, Dresden,
ist als Erfinder genannt worden

gäbe besitzen den Nachteil, daß stets nur ein Teil der obengenannten Forderungen erfüllt wird.

Gegenstand der Erfindung ist eine konstruktive

ao Lösung der gestellten Aufgabe, welche die Nachteile der bekannten Anordnungen vermeidet. Die Erfindung erreicht dies dadurch, daß die zwischen Spannung führenden Elementen befindlichen Isolierstrecken jeweils durch einen geerdeten Schutzring unterteilt sind, spannungsführende Teile zur Erzielung kleiner Kapazität einander winklig, vorzugsweise rechtwinklig kreuzen oder in großem Abstand gegenüberstehen, sich berührende oder · nähernde spannungsführende Teile, insbesondere Kontakte, mindestens einerseits in eine Spitze oder Schneide auslaufen oder aus gekreuzten Drähten bestehen und der eigentliche Schaltvorgang für die Isolatoren reibungsfrei und bei vernachlässigbarer mechanischer Beanspruchung erfolgt. An Hand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher beschrieben.

Fig. 1 veranschaulicht das Prinzip,

.'. Fig. 2 und 3 Einzelheiten der konstruktiven Durchbildung.

Gemäß Fig. 1 wird der in den Isolator 1 eingesetzte Kontakt 2 bei Schalterbetätigung jeweils mit dem Anschluß eines Kontaktelementes 3, 4 oder 5 einer bestimmten Zahl gleicher oder verschiedener Elemente verbunden. Diese Bauelemente sind auf einer drehbaren Grundplatte 6 durch beliebig zu gestaltende Halterungen so befestigt, daß sich kein zusätzlicher oder nur ein vernachlässigbar zusätzlicher Kriechweg ergibt. Die Anschlüsse der Bauelemente, die nach dem niederohmigen Teil der Geräteschaltung führen, werden auf der Grundplatte an einem Punkt zusammengefaßt und über bekannte Mittel, z. B. Schleifring, Bronzeband od. dgl., mit der einen Anschlußklemme des Schalters bzw. mit Masse verbunden. Die einzelnen Bauelemente sind andererseits zweckmäßig am hoch zu isolierenden Ende mit Metallkappen 12, 13,

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14, versehen, welche je eine Spitze aus geeignetem korrosionsfestem Kontaktmaterial tragen.

In Fig. 2 ist eine Abwandlung dieser Schalteranordnung gezeigt, bei der die hoch zu isolierenden Enden der Bauelemente 12, 13, 14 noch einmal mechanisch entlastet sind durch eine Reihe von Isolatoren, die nach dem Schutzringprinzip montiert sind, d. h. zwischen denen keine zusammenhängenden Kriechstrecken bestehen. Es können nach Fig. 2 beispielsweise Isolierstreifen 21 mit Kontakten 23 stern- ίο förmig auf eine geerdete Metallplatte 22 aufgesetzt sein. Es können aber auch nach Fig. 3 in eine geerdete Metallplatte 31 Isolierscheiben 32 mit dem jeweiligen Kontakt 33 eingesetzt werden. Der Schalter wird durch Ziehen, Drehen und Schieben am Knopf 7 (Fig. 1) betätigt. Zum Wechsel der Schaltstellung muß Knopf 7 zunächst herausgezogen werden. Durch nachfolgendes Drehen der Schalterachse 8 wird das gewünschte Schaltelement 3, 4, 5... gegenüber dem feststehenden Kontakt 2 mittels einer nicht dargestellten Rasteinrichtung genau eingestellt. Die Kontaktgabe selbst erfolgt dann erst durch Eindrücken des Knopfes 7. Eine nicht gezeichnete weitere Rasteinrichtung hält dann die Grundplatte 6 in der kontaktgebenden Stellung. Diese Rasteinrichtung muß vor einem weiteren Wechsel der Schalterstellung wieder durch einen ebenfalls nicht gezeichneten Hebel oder Druckknopf gelöst werden. Hierbei springt die Drehplatte 6 in die Ausgangsstellung zurück und gibt den Stift 9 aus der Arretierscheibe 10 für die Drehbewegung der Achse frei.

Zweckmäßig wird der erfindungsgemäße Schalter auch mit einer hochisolierenden Stromdurchführung ausgerüstet. Durch Einfügen einer besonderen auswechselbaren Trockenpatrone 11 werden die innere und äußere Fläche des Isolators 1 vor der Bildung einer Wasserhaut unabhängig von der Feuchtigkeit der äußeren Atmosphäre geschützt. Die Trocknung wirkt zugleich auf die anderen im Schalter befindlichen Bauelemente. Der gesamte Schaltraum ist durch eine Abschirmkappe 15 gegen äußere Einflüsse der verschiedensten Art geschützt.

Claims (9)

Patentansprüche: 45

1. Elektrischer Stufenschalter, dadurch gekenn zeichnet, daß die zwischen Spannung führenden Elementen befindlichen Isolierstrecken jeweils durch einen geerdeten Schutzring unterteilt sind, spannungsführende Teile zur Erzielung kleiner Kapazität einander winklig, vorzugsweise rechtwinklig kreuzen oder in großem Abstand gegenüberstehen, sich berührende oder nähernde spannungsführende Teile, insbesondere Kontakte, mindestens einerseits in eine Spitze ader Schneide -auslaufen oder aus gekreuzten Drähten bestehen und der eigentliche Schaltvorgang für die Isolatoren reibungsfrei und bei vernachlässigbarer mechanischer Beanspruchung erfolgt.

2. Elektrischer Stufenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung in eine Phase der Weiterbewegung von Schaltelementen in eine andere Schaltstellung und in eine Phase der eigentlichen Kontaktgabe aufgegliedert ist.

3. Elektrischer Stufenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gewährleistung des notwendigen Kontaktdruckes nach erfolgter Weiterschaltung und Kontaktgabe eine besondere Rastung vorgesehen ist.

4. Elektrischer Stufenschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastelemente ausschließlich geerdete Teile sind.

5. Elektrischer Stufenschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltdruck kontinuierlich oder stufenweise einstellbar ist.

6. Elektrischer Stufenschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der für die Kontaktgabe vorgesehenen Schaltstufe vor einer beabsichtigten Weiterschaltung vorbereitend die Kontaktdruckrastung aufgehoben wird.

7. Elektrischer Stufenschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Sicherung gleichmäßig hohen Isolationswiderstandes der benutzte IsolatorwerkstofF höchsten spezifischen Widerstandes in seinem Optimalwert durch zusätzliche Trocknung (z. B. mittels Silikagel) gewährleistet bleibt.

8. Elektrischer Stufenschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstellen gegen magnetische oder/ und elektrische Fremdfelder abgeschirmt sind.

9. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltraum gegen atmosphärische Einflüsse gekapselt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 665 200, 972 082.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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