DE1615940C3

DE1615940C3 - Elektrischer Schalter

Info

Publication number: DE1615940C3
Application number: DE19681615940
Authority: DE
Inventors: Louis Lyon Miachon (Frankreich)
Original assignee: Compagnie Electro-Mecanique, Paris
Priority date: 1967-01-06
Filing date: 1968-01-08
Publication date: 1976-12-23

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter für einen Betrieb unter ungünstigen Umgebungsbedingungen, wie hohen Temperaturen und/oder anormaler Atmosphäre, mit einem nicht abgedichteten, mindestens zum Teil aus Metall bestehenden Gehäuse, das zwei Kontaktanordnungen enthält, die mittels einer Betätigungsvorrichtung in Bezug aufeinander beweglich sind. Insbesondere betrifft die Erfindung Schalter dieser Art, bei denen ein sprunghaftes öffnen und Schließen der Kontaktanordnungen mittels einer relativ kleinen Betätigungskraft möglich ist.

Der Betrieb eines elektrischen Schalters unter ungünstigen Umgebungsbedingungen, wie hohe und/oder stark.wechselnde Temperaturen, und/oder feuchter und staubiger Atmosphäre, wirft erhebliche Probleme auf. Es ist zwar bekannt, die durch Verschmutzung und Korrosion der Kontaktstücke und anderer Teile des Schalters auftretenden Schwierigkeiten dadurch zu vermeiden, daß man die Kontakte in ein hermetisch abgedichtetes Gehäuse einschließt und die Betätigung über dünne, verformbare Balgen oder Membranen bewirkt. Diese Bauweise ist jedoch verhältnismäßig aufwendig, insbesondere wenn der Schalter für sehr hohe Temperaturen, beispielsweise Temperaturen über 700⁰C, geeignet sein soll.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Schalter mit nicht abgedichtetem Gehäuse/und"relativ geringer Betätigungskraft zu schaffen, der auch bei hohen Temperaturen, z. B. über 700⁰C, in praktisch beliebiger Atmosphäre verwendet werden kann.

Dieses Ziel wird bei einem Schalter der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch erreicht,

¹S daß das Gehäuse aus einem warmfesten Metallmantel besteht, der ein Innenfutter umschließt, das aus mehreren getrennten, platten- oder segmentförmigen Isolierkörpern besteht, die spielfrei aneinander anliegen und sich gegenseitig verriegeln, Verformungen des Metallmantels jedoch durch gegenseitige Verschiebung nachgeben können.

Vorzugsweise enthält dieses Gehäuse eine zylindrische feste Kontaktanordnung und eine bewegliche Kontaktanordnung mit einem Trägerkörper, der zwei Kontaktstücke mit kugelförmigen Enden trägt.

Vorzugsweise bestehen der Metallmantel und das Innenfutter aus Materialien mit ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten.

Bei einem rechteckigen Gehäuse sind vorzugsweise vier parallelepipedförmige, stangen- oder plattenartige Isolierkörper vorgesehen, die wenigstens annähernd senkrecht zueinander verlaufen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine etwas vereinfachte Längsschnittansicht eines Schalters gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

F i g. 2 eine Draufsicht auf diesen Schalter und
F i g. 3 und 4 die Kontaktanordnungen des Schalters in geöffneter bzw. geschlossener Stellung.

Der als Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellte Schalter weist ein Gehäuse mit einem Metallmantel auf, der beispielsweise vollständig aus hitzebeständigem Stahl bestehen kann und ein Gehäuseteil 1 aufweist, mit dem zwei seitliche Verschlußplatten 2, 3 verschweißt sind. Außerhalb des Gehäuseteiles 1 befinden sich Buchsen 4, die in entsprechende Löcher 5 der Verschlußplatten 2 eingesetzt sind und zur Befestigung des Schalters dienen.

Im Inneren des Gehäuseteiles 1 sind spielfrei parallelepipedförmige, plattenartige Körper 6, 7, 8 und 9 angeordnet, die vorzugsweise aus reinem gesintertem Aluminiumoxyd bestehen.
Der Isolierkörper 9 wird von einer Hülse 10 aus hitzebeständigem Metall durchsetzt, deren Bohrung eine Leiterlitze 11 aufnimmt, die im Inneren der Hülse 10 mit einem Zuleitungskabel 12 verbunden ist. Die Hülse 10 ist durch eine Spezialmutter 13 aus hitzebeständigem Metall am Körper 10 befestigt. Das Zuleitungskabei 12 wird durch eine Isolierperle 14 in bezug auf Metallteile 15, 16 zentriert und isoliert, welche die Perle und damit das Kabel am Gehäuseteil 1 haltern.

Die Litze 11 ist mit einem beweglichen plattenförmigen Träger 17 verschweißt, an dessen Ende zwei Kontaktstücke 18, 19 mit kugelförmigen Enden, die aus einer speziellen Platinlegierung bestehen, angebracht sind. Die beiden beweglichen Kontaktstücke arbeiten mit einem festen zylindrischen Kontakt 20 zusammen,

der ebenfalls aus einer Platinlegierung besteht und an dem Isolierkörper 7 befestigt ist.

Der zylindrische Kontakt 20 ist hohl, nimmt ein Anschlußkabel 21 auf und ist durch eine Mutter 22 am Isolierkörper 7 befestigt. Die aus den Teilen 20, 21 und 22 bestehende Anordnung ist durch Hartlötung, insbesondere Induktionslötung, miteinander verbunden. Das Kabel 21 ist wie das Kabel 12 durch eine Isolierperle gehaltert und zentriert und durch entsprechende Befestigungsteile am Gehäuseteil 1 befestigt.

Zur Betätigung des Schalters wird auf einen Isolierstößel 23, der in einem Loch des Isolierkörpers 6 gleitend gelagert ist, eine Kraft ausgeübt, wodurch eine Feder 25 üblicher Bauart, die jedoch aus einer hitzebeständigen Legierung besteht, über ein Formteil 24 gespannt wird, bis sie beim Freiwerden die beweglichen Kontaktstücke 18, 19 schlagartig auf den festen Kontakt 20-schnappen läßt. Der Schalter wird dabei, wie F i g. 4 zeigt, durch zwei Kontaktpunkte geschlossen, die zwei Übergangszonen für den Strom bilden.

Um die Schnappwirkung zu erreichen, ist die Feder 25 mit dem beweglichen, plattenförmigen Träger 17 verbunden, der in V-förmigen Lagern eines zwischen den Isolierkörpern 6, 8 eingeklemmten Teiles 27 schwenken kann.

Der Stößel 23 kann, wie dargestellt, über ein Hebel- und Rollensystem üblicher Bauart betätigt werden. Selbstverständlich kann die Betätigungskraft auch direkt auf den Stößel 23 oder über eine andersartige Betätigungsanordnung ausgeübt werden.

Der beschriebene Schalter zeichnet sich durch die folgenden Vorteile aus: Die spielfreie Anordnung von Isolierkörpern, die sich mechanisch gegeneinander verriegeln, in einem metallischen Mantel, der das Außengehäuse bildet, macht den Schalter unempfindlich gegen thermische Stoßbeanspruchungen beträchtlicher Größe, z. B. bis zu 1000⁰C, insbesondere wenn man für den Metallmantel und die Isolierkörper Materialien mit nahe beieinander liegenden thermischen Ausdehnungskoeffizienten wählt. Die Gefahr, daß die Isoliermaterialien mechanisch beschädigt werden, besteht praktisch nicht, die vier Isolierkörper können sich nämlich bei einer mechanischen oder thermischen Verformung des Metallmantels gegeneinander, auch winkelmäßig, bewegen.

Alle leitenden Teile, die im Stromkreis liegen, sind miteinander durch ein Lot mit sehr hohem Schmelzpunkt verbunden.

Wie die Fig.3 und 4 zeigen wird der Stromkreis punktartig durch die beiden kugelkalottenförmigen Enden der beweglichen Kontaktanordnung in Verbindung mit der festen, zylinderförmigen Kontaktanordnung geschlossen. Hierdurch wird auch bei nicht abgedichtetem Gehäuse ein Verschmutzen der Kontaktbereiche weitgehend vermieden und unwirksam gemacht. Isolierende Teilchen, wie Staubpartikeln u. dgl., können sich auf der zylindrischen Kontaktfläche praktisch nicht ansammeln. Die beweglichen Kontaktstücke zentrieren sich außerdem leicht bezüglich der zylindrischen Kontaktfläche der festen Kontaktanordnung, so daß zwei sichere Übergangszonen für den Stromfluß zur Verfügung stehen.
Das Gehäuse, insbesondere der Gehäuseteil 1, braucht nicht rechtwinklig zu sein. Bei einem vieleckigen Gehäuse wird dann eine der Anzahl der Seiten des Vieleckes gleiche Anzahl von Isolierkörpern verwendet. Bei zylindrischem Gehäuse können die Isolierkörper durch segmentförmige Teile gebildet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrischer Schalter für einen Betrieb unter ungünstigen Umgebungsbedingungen, wie hohen Temperaturen und/oder anormaler, insbesondere staubhaltiger Atmosphäre, mit einem nicht abgedichteten, mindestens zum Teil aus Metall bestehenden Gehäuse, das zwei Kontaktanordnungen enthält, die mittels einer Betätigungsvorrichtung in Bezug aufeinander beweglich sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus einem Metallmantel (1, 2, 3) besteht, der ein Innenfutter umschließt, das aus mehreren getrennten, platten- oder segmentförmigen Isolierkörpern (6 bis 9) besteht, die spielfrei aneinander anliegen und sich gegenseitig verriegeln, Verformungen des Metallmantels jedoch durch gegenseitige Verschiebung nachgeben können.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle an der Stromzuführung zu den Kontaktanordnungen beteiligten Leiterteile durch Hartlöten oder Schweißen, insbesondere Induktionsschweißung, miteinander verbunden sind.

3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanordnungen aus einem festen, zylinderförmigen Kontakt (20) und aus einem beweglichen Kontakt, der zwei auf einem Träger (17) montierte Kontaktstücke (18, 19) mit kugelkalottenförmigen Enden enthält, bestehen.

4. Schalter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallmantel (1, 2, 3) und das Innenfutter (6 bis 9) aus Materialien bestehen, deren Wärmeausdehnungskoeffizienten wenigstens annähernd gleich sind.

5. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallmantel rechteckförmig ist und daß das Innenfutter aus vier senkrecht zueinander angeordneten paral-Ielepipedförmigen Platten (6 bis 9) besteht.

6. Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten an mindestens einem Ende einen einspringenden Teil aufweisen, in den das angrenzende Ende einer benachbarten Platte eingreift.