DE1230884B - Drei-Phasen-Vakuum-Schalter - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

HOIh

Deutsche Kl.: 21c-35/09

Nummer: 1230 884

Aktenzeichen: St 23018 VIII d/21 c

Anmeldetag: 1. Dezember 1964

Auslegetag: 22. Dezember 1966

Die Erfindung betrifft einen Vakuum-Schalter mit einer Anzahl Kontakten, die in einem evakuierten Gehäuse enthalten sind und die gleichzeitig betätigt werden können.

Es ist bekannt, Vakuum-Schalter herzustellen, deren Gehäuse aus Keramikringen aufgebaut ist, zwischen denen gegeneinanderisolierte Metallscheiben angeordnet sind, die die festen oder beweglichen Kontakte tragen, wobei die beweglichen Kontaktträger durch einen in Längsrichtung beweglichen Stößel miteinander verbunden sind, der durch Öffnungen in den festen Kontaktträgern hindurchgeführt ist. Bei diesen Vakuum-Schaltern kommt es vor, daß die Hitze des Lichtbogens kleine Mengen des Kontaktmetalls verdampfen läßt. Dieser Metalldampf liefert dann einen elektrischen Stromweg zwischen benachbarten Kontaktpaaren. Dabei können hohe Ströme fließen, die den Schalter und sogar angeschlossene Einrichtungen zerstören können.

Die Erfindung hat die Aufgabe, Mittel vorzusehen, die verhindern, daß der Dampf irgendeines einzelnen Kontaktpaares die Kammer oder den Dampf eines benachbarten Kontaktpaares erreicht.

Erfindungsgemäß geschieht das dadurch, daß eine je Trennplatte horizontal zwischen den Kontaktpaaren zwischen bestimmten Keramikringen angeordnet und die Trennplatte mit einer zentralen Bohrung zur Aufnahme des Stößels versehen ist, in der der Stößel axial frei beweglich ist, während der Metalldampf von den Kontakten daran gehindert wird, von einer Seite der Trennplatte auf die andere überzuströmen, und daß die Ringe und Platten zusammen eine hermetisch geschlossene Anordnung mit Endplatten auf beiden Seiten ergeben.

Gemäß einer Ausbildung nach der Erfindung hat die Bohrung in der Trennplatte die Form einer nach oben gezogenen Düse.

Gemäß einer weiteren Ausbildung nach der Erfindung ist in der Düse eine Buchse angeordnet.

Gemäß einer weiteren Ausbildung nach der Erfindung ist jeder der beweglichen Kontaktfinger auf der Köntaktseite mit einem Ablenkblech versehen, das quer zwischen dem freien Ende des Kontaktfingers und seiner Befestigung am Stößel angeordnet ist.

Gemäß einer weiteren Ausbildung nach der Erfindung ist eine zweite Trennplatte zwischen benachbarten Kontaktpaaren und zwischen bestimmten Keramikringen angeordnet.

Durch die Ausbildung nach der Erfindung werden verschiedene Vorteile erreicht. Vor allem wird das Überströmen des Kontaktmetalldampfes von einem Kotaktpaar auf ein anderes verhindert und damit Drei-Phasen-Vakuum-Schalter

Anmelder:

Jennings Radio Manufacturing Corporation,

San Jose, Calif. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,

Stuttgart 1, Rotebühlstr. 70

Als Erfinder benannt:
Jack Shirley Hawkins,
San Jose, Calif. (V. St. A.) .:

unkontrollierbare, zu Kurzschluß und Zerstörung führende Ströme ausgeschlossen. Weiter können auf diese Weise mehrere Kontaktpaare in einem relativ kleinen Gehäuse untergebracht und betrieben werden.

Die Herstellung ist einfach und billig, die Bauweise kompakt und robust.

Die Erfindung wird an Hand von Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigt
F i g. 1 einen Drei-Phasen-Schalter nach der Erfindung von der Seite und zum Teil im Schnitt,

Fig.2 einen Schnitt entlang der Linie2-2 der Fig.l,

Fig.3 einen Schnitt entlang der Linie3-3 der Fig.l.

Im allgemeinen besteht der Vakuum-Schalter aus einem zylindrischen Gehäuse, das aus einer Vielzahl sich abwechselnder keramischer und metallischer Ringe aufgebaut ist. Bestimmte Metallringe haben nach innen gerichtete Kontaktfinger, und die benachbarten Metallringe sind mit stationären Kontakten versehen, um so eine Vielzahl von Kontaktpaaren zu bilden. Die beweglichen Kontaktfinger sind an einem zentralen Stößel befestigt, der durch geeignete Vorrichtungen in axialer Richtung bewegt wird, um den Kontakt zwischen den beweglichen Kontaktfingern und ihren entsprechenden stationären Kontakten zu öffnen und zu schließen. An den letzten keramischen Ringen sind Abschlußplatten vorgesehen. Das Gehäuse wird evakuiert, um das Vakuum herzustellen.

Beim Betrieb dieses Schalters läßt die Hitze des Lichtbogens kleine Mengen von Metall an den

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Kontakten verdampfen. Dieser Metalldampf ergibt dampfen und da dieser Metalldampf einen elek-

einen elektrischen Stromweg zwischen den Kontakt- irischen Stromweg erzeugt, muß er daran gehindert

paaren, wenn nicht Vorrichtungen vorgesehen sind, werden, zu einem benachbarten Kontaktpaar zu ge-

die das verhüten. Wenn dieser Dampf einen solchen langen. Das wird im wesentlichen durch die Trenn-

. elektrischen Stromweg bilden kann, fließt zwischen 5 platten 17 erreicht.

den Phasen Strom. Hohe Ströme können aber auf Diese Platten teilen das Gehäuse in eine Vielzahl

diese Weise den Schalter und sogar angeschlossene flacher Kammern auf, die nur über eine kleine ring-

Einrichtungen zerstören. . förmige Öffnung miteinander in Verbindung stehen,

Der in F i g. 1 dargestellte Drei-Phasen-Vakuum- und zwar dort, wo die Platten zur Aufnahme des Schalter nach der Erfindung besteht aus einem im io Stößels 26 durchbohrt sind. Der Strom des metalallgemeinen mit 10 bezeichneten hermetisch ab- lischen Dampfes wird weiter dadurch am Übergeschlossenen Gehäuse und aus einem im allgemeinen strömen gehindert, daß der Rand der zentralen Öffmit 11 bezeichneten Stahlgehäuse, das die Be- nung in der Trennplatte 17 mit einer nach oben getätigungsglieder des Schalters enthält. zogenen Düse 35 versehen ist. Ein weiteres Hindernis

Das Gehäuse 10 enthält Keramikringe 12, deren 15 für den Dampfstrom von einem Kontaktpaar zum

beide Planflächen metallisiert und zwischen denen anderen ist eine Buchse 36, die konzentrisch zum

Kupferringe 13 oder 14, Molybdän-Kontaktringe 15 Stößel 26 in der Düse 35 der Trennplatte 17 be-

oder 16 und Nickel-Eisen-Trennplatten 17 angeord- festigt ist.

net sind. Der von den Kontakten ausgehende Metalldampf

Das obere Ende des Schalters wird hermetisch 20 wird dadurch daran gehindert, direkt durch die durch eine kuppeiförmige Kopfplatte 18 aus Metall schmale ringförmige Öffnung, die den Stößel 26 umabgeschlossen, die an einen Metallring 19 an- gibt, zu anderen Kontakten zu strömen, daß an der geschweißt ist, der durch Hartlöten mit dem obersten Unterseite der Kontaktfinger 22 Ablenkbleche 37 be-Keramikring 12 verbunden ist. An der Platte 18 ist festigt sind. Diese Ablenkbleche bewirken einen geein Deckel 20 befestigt, der ein Metallrohr umgibt, 25 wundenen Strömungsweg zwischen den Kontaktdas dazu dient, das Gehäuse nach der Evakuierung paaren,
zu verschließen. Bei einer anderen Ausführung sind zwischen den

An der unteren Fläche des untersten Keramik- Kontaktpaaren je zwei Trennplatten 17 angebracht,

ringes ist ein Metallring 21 hart angelötet, der am Dadurch entsteht zwischen den Kammern, die die

Gehäuse des Betätigungsmechanismus 11 des Schal- 30 Kontakte enthalten, je eine weitere Kammer, die die

ters befestigt ist. Damit ist ein allseitig hermetisch elektrische Trennung der Kontaktpaare begünstigt,

dichtes Gehäuse geschaffen. Das Verbinden der Außerdem verhindert diese Konstruktion die Mög-

Ringe und die Evakuierung des Gehäuses sind in dem lichkeit, daß einer der Kontaktfinger eine Trennplatte

USA.-Patent 2 886 668 beschrieben. 17 berührt, die in der Nähe eines stationären

In Fig.2 ist dargestellt, wie jeder der Kontakt- 35 Kontaktes eines anderen Kontaktpaares angeord-

ringe 15 einen nach innen gerichteten Finger 22 be- net ist.

sitzt, der auf der Unterseite seines Endes mit einem An Stelle dieser durch zwei Trennplatten gebil-Kontakt 23 versehen ist. deten Kammer kann auch eine massive Keramikin F i g. 3 ist dargestellt, wie jeder der Kontakt- scheibe mit einer zentralen öffnung zur Aufnahme ringe 16 ein nach innen gerichtetes vorspringendes 40 des Stößels 26 verwendet werden. Außerdem ver-Teil24 besitzt, das auf seiner Oberseite mit einem schließt der Kontaktfinger 22 im wesentlichen die Kontakt 25 versehen ist. Die Ringe 15 und 16 sind ringförmige Öffnung zwischen dem Stößel 26 und der je zwischen Keramikringen 12 angeordnet, so daß über dem Kontaktfinger 22 angeordneten Trennplatte eine Anzahl Paare einander zugeordneter Kontakte 17, wenn die Kontakte ganz geöffnet sind, so daß gebildet wird. Die beweglichen Kontakte 23 und die 45 ein Dampfstrom praktisch ausgeschlossen ist.
festen Kontakte 25 werden dadurch geöffnet und ge- Die Trennplatten, die in erster Linie das Überschlossen, daß ein keramischer Stößel 26, der an strömen des metalllischen Dampfes zwischen benachjedem Kontaktfinger 22 und an einer Ankerplatte 27 barten Kontaktpaaren verhindern, dienen auch dazu, befestigt ist, die Kontakte 23 bewegt. Der Stößel 26 die Schwingungen der Kontaktfinger zu dämpfen, kann aus einer Vielzahl hohler, zylindrischer 5° wenn sie in ihrer geöffneten Lage sind. Dazu dienen Keramikteile hergestellt sein, die an der Ankerplatte zusätzliche Trennplatten 17', die zwischen den durch einen Bolzen 28 und eine Mutter 29 befestigt Keramikringen 12 liegen, die unmittelbar über den sind. Die Kontaktfinger haben eine Öffnung, durch Kontaktfingern 22 des mittleren und unteren Kondie der Bolzen 28 hindurchgeht, und werden durch taktpaaares angeordnet sind.

die zylindrischen Keramikteile längs des Stößels im 55 In F i g. 1 werden die Kontakte in ihrer halb-Abstand voneinander gehalten. Die axiale Bewegung geöffneten Lage gezeigt. Schwingungen des Kontaktdes Stößels 26 erfolgt durch geeignete Vorrichtungen, fingers 22 des obersten Kontaktpaares werden durch z. B. durch einen Elektromagneten, der über die An- einen bogenförmigen Stoßdämpfer 38 gedämpft, der Schlüsse 32 gespeist werden kann. Der Kern ist mit vorzugsweise an einem zwischen den Keramikringen 30, die Spule mit 31 bezeichnet. Zwischen der Anker- 60 angeordneten Metallring ausgebildet ist. In der geplatte 27 und einer Trennplatte 33 sind zwei Spiral- schlossenen Stellung der Kontakte werden Schwinfedern 34 angeordnet, die die Ankerplatte 27 und den gungen der Kontaktfinger 22 dadurch gedämpft, daß Stößel 26 normalerweise nach oben drücken, um die der Stößel 26 die Finger um einen Weg abwärts be-Kontaktpaare zu öffnen. Wenn die Spule 31 erregt wegt, der etwas größer als der Abstand zwischen den wird, werden die Ankerplatte und der Stößel abwärts 65 Kontakten in ihrer geöffneten Stellung ist.
gezogen und die Kontakte geschlossen. Für den Einbau des Drei-Phasen-Vakuum-Schal-

Beim Betrieb des Schalters läßt die Hitze des Licht- ters ist am Stahlgehäuse 11 ein Montageflansch 39

bogens kleine Metallmengen an den Kontakten ver- vorgesehen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vakuum-Schalter, bestehend aus einer Anzahl von Keramikringen und dazwischen angeordneten Metallringen, festen Kontakten an bestimmten Metallringen und beweglichen Kontaktfingern an benachbarten Metallringen, die zusammen eine Anzahl Kontaktpaare bilden, einem axial beweglichen Stößel in genannten Ringen, der mit jedem beweglichen Kontaktfinger fest verbunden ist und der bei axialer Bewegung die elektrischen Kontakte zwischen den beweglichen Kontaktfingern und den zugehörigen festen Kontakten öffnet und schließt, dadurchgekennzeichnet, daß je eine Trennplatte(17) zwisehen den einzelnen Kontaktpaaren (23,25) und zwischen den entsprechenden Keramikringen (12) angeordnet ist und die Trennplatten (17) mit einer zentralen Bohrung zur Aufnahme des in den Trennplatten axial frei beweglichen Stößels (26) ao versehen sind derart, daß von den Kontakten ausgehender Metalldampf daran gehindert wird, von einer Seite der Trennplatte (17) auf die andere Seite überzuströmen.

2. Vakuum-Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung in den Trennplatten (17) die Form einer nach oben gezogenen Düse (35) aufweist.

3. Vakuum-Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Düse (35) eine Buchse (36) angeordnet ist.

4. Vakuum-Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beweglichen Kontaktfinger (22) auf der Kontaktseite mit einem Ablenkblech (37) versehen ist, das quer zwischen dem freien Ende des Kontaktfingers und seiner Befestigung am Stößel (26) angeordnet ist.

5. Vakuum-Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß noch eine zweite Trennplatte (17') zwischen benachbarten Kontaktpaaren und zwischen den entsprechenden Keramikringen (12) zusätzlich angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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