DE1564115C3 - Magnetisch gesteuertes Schutzrohrkon taktre lai s - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein magnetisch gesteuertes Schutzrohrkontaktrelais mit mindestens einem beweglichen und mindestens einem festen Kontakt.

Es ist bereits ein magnetisch gesteuertes Schutzrohrkontaktrelais mit einem beweglichen und einem festen Kontakt bekannt, bei dem der bewegliche Kontakt als Flachfeder ausgebildet ist. Die Flachfeder ist zwecks Verkürzung der Behälterlänge derart umgebogen, daß sie eine der gestreckten Feuer äquivalente mechanische Steifigkeit anbietet. Das eine Ende der Flachfeder dient hierbei als Kontaktteil, während das andere Ende die. Stromzuführung darstellt. Das bekannte Schutzrohrkontaktrelais besitzt den Nachteil, daß beim Zusammendrücken der Flachfeder mit einer Vorspannung diese die vorgegebenen Elastizitätseigenschaften verliert. Ein weiterer wesentlicher Nachteil des bekannten Relais ist darin zu sehen, daß keine Ausschlagsbegrenzung der Flachfeder vorgesehen ist und somit ein prellfreies Arbeiten praktisch unmöglich wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein magnetisch gesteuertes Schutzrohrkontaktrelais zu schaffen, das geringe Dimensionen, hohe Empfindlichkeit, hohe Schaltfrequenz, möglichst geringes Prellen und einen niedrigen Geräuschpegel besitzt; außerdem soll es großes Schaltvermögen, hohe Erschütterungssicherheit und Betriebsdauer besitzen sowie einfach herstellbar und betriebssicher sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der bewegliche Kontakt als zusammengedrückte Doppelschleife mit vorstehendem Kontaktende ausgebildet ist, die an den Krümmungen Matcrialschwächungen aufweist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die geschwächten Krümmungen verschiedene Steifigkeit aufweisen, die bei sukzessiver Inbetriebnahme der beweglichen Teile des Kontaktes eine gleitende Längs- und Querbewegung des Kontaktes gewährleisten. . ■ ■ ,
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung

ίο der Erfindung ist vorgesehen, daß die Einführung des beweglichen Kontaktes als Feder ausgebildet ist, die eine sichere Montage des Kontaktes in seinem Behälter gewährleistet.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der. Erfindung sind zur Materialschwächung an den Krümmungen des beweglichen Kontaktes Rillen vorgesehen, die parallel zu den Krümmungsrändern verlaufen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind zur Materialschwächung an den Krümmungen des beweglichen Kontaktes kreuzweise angeordnete Rillen vorgesehen, die eine Beweglichkeit des Kontakt-Arbeitsteiles in mehreren Ebenen gewährleisten.

Das Schutzrohrkontaktrelais gemäß der Erfindung besitzt den großen Vorteil, daß die unter Vorspannung zusammengedrückten Kontaktschleifen das Schutzrohrkontaktrelais gegen äußere Stoßbeanspruchungen unempfindlich machen, wobei die Unempfindlichkeit mit der Vorspannung wächst. Durch die Materialschwächung an den Krümmungen ergibt sich ferner eine bessere Beweglichkeit des Kontaktes. Je nach Steifigkeit an den geschwächten Stellen erhält man weiterhin eine Querverschieblichkeit des Kontaktes, was sich für die Justierung vorteilhaft auswirkt. Da sich die beweglichen Schleifenteile aufeinander und auf der festen Einführung abstützen, wird hierdurch eine bedingte Bewegungsbegrenzung sowie ein prellfreies Arbeiten des Kontaktes gewährleistet.^ Weiter vorteilhaft ist, daß der bewegliche Kontakt sehr schnell schließt und darüber hinaus die Doppelschleife einen zusätzlichen, wesentlichen Magnetfeldkonzentrator für den Arbeitsluftspalt bildet; außerdem besitzt die Doppelschleife einen kleinen magnetischen Widerstand.

Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung an Hand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 a ein Schutzrohrkontaktrelais mit zwei magnetisch gesteuerten Kontakten mit einem schrägen

Spalt, ■

Fig. 1 b eine Aufsicht auf den beweglichen Kontakt,

Fig.2 ein Schutzrohrkontaktrelais mit zwei ma-

·, ■ gnetisch gesteuerten Kontakten, bei dem das steuernde Magnetfeld von zwei Erregerspulen erzeugt wird, ■-"■·. >' ;■ ■■''", '■-'■ '■■ ■

F i g. 3 ein abgewandeltes Schutzrohrkontaktrelais mit zwei beweglichen magnetisch gesteuerten Kontakten, die einen schrägen Spalt besitzen, wobei das Steuermagnetfeld von Erregerspulen erzeugt wird, die auf den Kontakteinführungen angeordnet sind,

Fig.4 weitere Abwandlung eines Schutzrohrkontaktrelais, dessen Arbeits- und Mittelteile beweglich sind, wobei die eine Einführung eines Kontaktes als Feder ausgebildet ist,

Fig. 5 ein weiteres Schutzrohrkontaktrelais, bei

dem nur die Arbeitsteile der Kontakte beweglich sind, F i g. 6 ein Schutzrohrkontaktrelais, bei dem die

Einführung des einen beweglichen Kontaktes als Feder ausgebildet ist und

F i g. 7 weitere Abwandlung eines Schutzrohrkontaktrelais, dessen einer feststehender Kontakt als Feder ausgebildet ist. ^:

Ein Schutzrohrkontakt besitzt gemäß F i g. 1 einen beweglichen Kontakt 1 und einen festen Kontakt 2. Beide Kontakte sind aus einem ferromagnetischen Material hergestellt und an den entgegengesetzten Stirnseiten eines evakuierten oder mit einem Edelgas gefüllten Kolbens 3 angeordnet.

Der bewegliche Kontakt 1 ist als eine vorgespannte und verengte Doppelschleife ausgeführt, deren Enden eine Einführung 4 und ein Arbeitsteil bzw. Kontaktende 5 bilden. An den Biegungsstellen dieser Schleife sind geschwächte Krümmungen 6 und 7 vorgesehen, die durch Querrillen oder sich überkreuzende Rillen gebildet werden.

Die Krümmungen 6 und 7 gewährleisten eine Beweglichkeit der Kontaktteile in bezug auf die so Biegungspunkte.
i}\ Das KontaktendeS ist im Vergleich zum Mittel- (' teil8 der Doppelschleife verlängert und um einen ! Winkel umgebogen.

_ Der feste Kontakt 2 ist als Feder ausgebildet, die im Kolben 3 mit Druckpassung angeordnet ist. Die Einstellung der Druckpassung erfolgt mittels eines Abbiegens des Kontaktendes 9.

Das Steuermagnetfeld wird von einer Erregerspule 9 a erzeugt, die außerhalb des Kolbens 3 angeordnet ist. Unter der Wirkung des Steuermagnetfeldes werden die Arbeitsenden der Kontakte 1 und 2 angezogen. Dabei entstehen zwischen den Arbeits- und Mittelteilen und auch zwischen dem Mittelteil und der Einführung des beweglichen Kontaktes 1 zusätzliche abstoßende Kräfte, wodurch die Empfindlichkeit des Relais gesteigert wird. Der Mittelteils des beweglichen Kontaktes stellt eine Begrenzung des Weges des Arbeitsteiles 5 dar, wodurch eine Verminderung der Prellung und des Geräuschpegels sowie eine hohe Empfindlichkeit und großes Schaltvermögen bzw. große Schaltfrequenz gewährleistet wird.

Durch die große Masse des beweglichen Kontaktes 1 steigt die Konzentration des Magnetfeldes in der Nähe des Spaltes an, was zur weiteren Erhöhung der Empfindlichkeit des Relais beiträgt.

Die sich kreuzenden Rillen, die die geschwächten Krümmungen 6 und 7 des beweglichen Kontaktes bilden, ermöglichen die Beweglichkeit in mehreren Ebenen und damit die Korrektur der Neigung der Kontakte bei der Kontaktgabe.

Der schräge Spalt zwischen den Kontakten und die Druckpassung des feststehenden Kontaktes vereinfachen die Montage, gewährleisten eine genaue Dosierung von Edelgas im Kolben und erlauben die Hauptparameter des Relais (Ansprechleistung und -frequenz, Kontaktspaltweite, Geräusch, Prellung usw.) vor der Fertigmontage der Kontakte im Kolben zu überprüfen.

Im Schutzrohrkontaktrelais gemäß F i g. 2 verläuft der geöffnete Spalt zwischen den Kontakten 10 und 11 parallel zu der Achse des Kolbens 3. Die Spaltbreite wird durch die Genauigkeit des Einbringens des beweglichen Kontaktes 10 sowie durch die Abmessungen und Herstellungsgenauigkeit des festen Kontaktes 11 bestimmt, der als eine im Kolben 12 mit Druckpassung angebrachte Feder ausgebildet ist, die einen Vorsprung 13 besitzt, mit dem die Einstellung der Spaltbreite zwischen den Kontakten möglich ist. Das Steuermagnetfeld wird von Erregerspulen .14 und 15 erzeugt, die durch magnetische Dämpfung eine Prellung abschwächen, die Ansprechgeschwindigkeit des Relais steuern sowie dessen Anwendung in einem polarisierten Betrieb und als Trennrelais ermöglichen. ■■.:.-.·■·-.■ ..

Im Relais, das in der Fig. 3 dargestellt ist, sind die Kontakte 16 und 17 von den Stirnseiten des Kolbens 8 eingebaut, sie sind beweglich, und ihre abgebogenen Enden bilden einen schrägen Spalt. Dieses Relais hat eine hohe Empfindlichkeit, deshalb sind die Erregerspulen 19 und 20 an den Einführungen 21 und 22 angeordnet.

In den Fig. 4 und 5 sind Ausführungsbeispiele entsprechend einem Schutzrohrkontaktrelais gemäß F i g. 3 dargestellt.

Die beweglichen Kontakte 23 und 24 sind gemäß F i g. 4 von den Stirnseiten des Kolben 25 eingebaut; sie bilden einen Spalt, der parallel zur Achse des Kolbens verläuft. Die Einführung 26 des Kontaktes 23 ist als Feder ausgebildet und im Kolben 25 mit Druckpassung eingesetzt. Bei diesen beiden Kontakten sind sowohl die Arbeitsteile als auch die Mittelteile beweglich angeordnet.

Außerdem ist es möglich, bewegliche Kontakte 27 und 28 gemäß F i g. 5 auszuführen, bei denen nur die Arbeitsteile beweglich sind. Das wird dadurch erreicht, daß die Rillen nur an den Krümmungen 6 und 7 der Kontakte ausgeführt sind. Dadurch wird in bedeutendem Maße das Herstellungsverfahren der Schutzrohrkontaktrelais vereinfacht.

Das Steuermagnetfeld des Schutzrohrkontaktrelais gemäß F i g. 4 und 5 kann mittels der Spulen 9 a oder durch Anwendung eines der oben beschriebenen Verfahren erzeugt werden.

In Fig. 6 ist ein Schutzrohrkontaktrelais gezeigt, das einen beweglichen Kontakt 29 und zwei feststehende Kontakte 30 und 31 mit flachen Arbeitsteilen enthält. Die Kontakte sind an den Stirnseiten des Kolbens 32 angebracht. Im Ruhezustand ist der Kontakt 29 mit dem Kontakt 31 geschlossen.

Durch das Steuermagnetfeld, das die Erregerspule 33 erzeugt, wird der Kontakt 28 vom Kontakt 31 getrennt und mit dem Kontakt 30 geschlossen infolge der beträchtlichen Erhöhung des Gradienten des magnetischen Feldes.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in F i g. 7 dargestellt. Bei diesem Relais sind die beweglichen Kontakte 35 und 37 an den Stirnseiten des Kolbens 36 angeordnet. Der Kontakt 35 ist als Feder ausgebildet, die mit Druckpassung in den Kolben eingebaut wird. Der bewegliche Kontakt 37 bildet einen Spalt zwischen der Einführung 38 und dem Mittelteil 39. Das ermöglicht die Schaltung des Arbeitsteiles 40 des beweglichen Kontaktes mit zwei Kontakten 41 und 42. Das Steuermagnetfeld wird mittels der Erregerspulen¹ 43 und 44 erzeugt. Durch die Änderung der Schaltzeit, Phase, Größe und Art des Steuermagnetfeldes und der mechanischen Steifigkeit des Arbeitsund Mittelteils des beweglichen Kontaktes kann man das Schaltvermögen des Relais noch weiter steigern.

Beispielsweise findet bei geschlossenen Enden 41 des Kontaktes 37 und des Kontaktes 34 unter dem Einfluß des Steuermagnetfeldes der Erregerspule 44 eine Umschaltung der Kontakte statt, d. h., das Ende 41 des Kontaktes 37 und der Kontakt 34 öffnen und das Ende 42 des Kontaktes 37 und der Kontakt 35

schließen sich. Das wird dadurch erreicht, daß der bewegliche Kontakt 37 nur einen einzigen verengten Abschnitt an der Krümmung 41 enthält.

Bei einer entsprechenden Wahl der Länge und der mechanischen Steifigkeit der Enden 41 und 42 des Kontaktes 37, der Gradienten der magnetischen Felder in den Kontaktspalten zwischen dem Kontakt 34 und dem Ende 41 und zwischen dem Kontakt 35 und dem Ende 42 ist ein prellungsfreies Schließen des Relais bei hoher Ansprechgeschwindigkeit, infolge der magnetischen und mechanischen Dämpfung im Hochfrequenzarbeitsbereich möglich.

Es ist zu beachten, daß für die Erzeugung eines Steuermagnetfeldes nicht nur Erregerspulen, sondern auch permanente Magnete verwendbar sind. Alle genannten Relais können auch im polarisierten Bereich arbeiten. Außerdem können in einem Kolben mehrere Kontaktgruppen eingebaut werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Magnetisch gesteuertes Schutzrohrkontaktrelais mit mindestens einem beweglichen und mindestens einem festen Kontakt, d a d u r c h gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt (1; 10; 16, 24; 27, 28; 29; 37) als zusammengedrückte Doppelschleife (5,8; 28; 39, 40) mit vorstehendem Kontaktende (5; 28; 40) ausgebildet ist,, die an den Krümmungen (6,7, 41) Materialschwächungen aufweist.

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geschwächten Krümmungen (6,7; 41) verschiedene Steifigkeit aufweisen, die bei sukzessiver Inbetriebnahme der beweglichen Teile des Kontaktes eine gleitende Längs- und Querbewegung des Kontaktes gewährleisten.

3. Relais nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführung (4; 26)'des beweglichen Kontaktes als Feder ausgebildet ist, die eine sichere Montage des Kontaktes in seinem Behälter gewährleistet.

4. Relais nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Materialschwächung an den Krümmungen (6,7; 41) des beweglichen Kontaktes Rillen vorgesehen sind, die parallel zu den Krümmungsrändern verlaufen.

5. Relais nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Materialschwächung an den Krümmungen (6,7; 41) des beweglichen Kontaktes kreuzweise angeordnete Rillen vorgesehen sind, die eine Beweglichkeit des Kontakt-Arbeitsteiles in mehreren Ebenen gewährleisten.