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Zungenschalter0 Die tirfindung bezieht sich auf einen Zungenschalter
und insbesondere auf einen solchen Schalter, bei dem zwei gewöhnlich im Abstand
voneinander befindliche Zungen oder Blätter vorhanden sind, die sich überlappende
Teile aufweisen, welche beim Ansprechen auf einen über die Blätter angelegten magnetischen
Fluss gegeneinander gezogen werden.
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Zungenschalter, die zwei parallele Blätter aus leitendem Material
aufweisen, welche in einer Glashülle od. dgl. angeordnet sind und sich gewöhnlich
im Abstand voneinander befinden, sind allgemein bekannt. bei diesen Ausführungen
sind die Blätter Ublicherweise in einen elektrischen Stromkreis geschaltet, und
sie haben sich Uberlappende Teile, die unter dem Minfluss eines angelegten magnetischen
Flusses gegeneinander gezogen werden, so dass die sich Uberlappenden Teile sich
in beruhrung miteinander bewegen, um den Stromkreis zu schliesseno bei diesen bekannten
Ausfuhrungen treffen jedoch die Kontaktbereiche der Blätter in einer Ebene zusammen,
die
rechtwinklig zu der Richtung der Bewegung der Blätter verläuft.
Auf Grund dieses "ebenen" Zusaementreffens federn die Blätter nach dem anfänglichen
Schliessen zufolge ihrer Elastizität auseinander und schliessen sich dann wieder,
Ba sich dies über mehrere Zyklen fortsetzen kann, wird die Lebensdauer des Zungenschalters
zufolge der Tatsache beträchtlich verkürzt, dass das Zurückfedern die Erzeugung
von elektrischen Lichtbogen hervorrufen kann, was wiederum zu einer Metallübertragung
von dem einen Blatt auf das andere Blatt und zur Oxydation der Kontaktflächen führt.
Als weiterer Nachteil ergibt sich, dass die Hückfederungszeit, die sich über eine
so lange Zeitdauer> wie eine Millisekunde erstrecken oder etwa 20% der behliesE;seit
des Schalters bei einer Betriebsfrequenz von 100 Hz ausmachen kann, eine Kompensation
in den zugeordneten elektrischen Stromkreisen erfordert.
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Sin weiterer Nachteil der bekannten Ausführungen besteht darin, dass
sich an den Kontaktflächen zufolge des geringen Reibens, das zwischen den beiden
flachen auftritt, Fremdstoffe, wie Oxyde, filme und Partikel aufbauen, welche den
Kontaktwiderstand des Schalters vergrössern.
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ts ist daher ein Zweck der erfindung, einen Zungen schalter zu schaffen,
der zwei Blätter mit Kontaktteiien aufweist, die sich mit minimalem Zurückfedern
in der Weise berühren, dass ihre Kontaktflächen sauber bleiben.
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bs ist ein weiterer Zweck der Erfindung, einen Zungenschalter der
-vorgenannten Art zu schaffen, der eine verlängerte Lebensdauer hat, zum Arbeiten
mit hoher Geschwindigkeit sehr geeignet ist und einen sehr geringen und stabilen
Kontaktwiderstand hat.
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Kurz zusammengefasst umfasst der Zungenschalter gemäss der erfindung
wenigstens zwei blätter die im Abstand voneinander in einem Gehäuse angeordnet sind
und
deren jedes einen Kontaktteil aufweist, der den Kontaktteil
des anderen Blattes überlappt, sowie Mittel zum tirzeugen eines die Blätter durchsetzenden
magnetischen ieldes, um den Kontaktteil wenigstens des einen Blattes gegen den Kontaktteil
des anderen'Blattes zu ziehen, so dass sie sich berühren, wobei der Kontaktteil
wenigstens eines der Blätter sich mit Bezug auf den übrigen Teil des Blattes in
einem Winkel erstreckt0 Die rfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise
erläutert.
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Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht eines typischen bekannten Zungenschalters.
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Fig. 2 ist eine Querschnittansicht nach Linie 2-2 der Fig. 1.
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Fig. 3 ist eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht eines Zungenschalters
gemäss der brfindung.
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Fig. 4 ist eine Querschnittansicht nach Linie 4-4 der llg. 3.
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Fig. 5 ist eine Schnittansicht nach Linie 5-5 der Fig. 3o i'igo 6A
und 6B sind schematische Ansichten zur Veranschaulichung der Relativbewegung zwischen
den Blättern des Zungenschalters gemäss der brfindungO In Fig. 1 und 2 ist ein typischer
bekannter Zungenschalter dargestellt, der ein Gehäuse 10, das die Form einer Glashülle
odO dgl. haben kann, sowie zwei Zungen oder blätter 20 und 30 aufweist, die sich
durch das Genäuse 10 hindurcherstrecken. Die Blätter 20 und 30 haben jeweils einen
Kontakt-teil 22 bzw. 32, einen Biegeteil 24 bzw0 34 und einen Anschlussteil 26 bzw.
36. Die Kontaktteile 22 und 32 sind in dem Gehäuse 10 in sich überlappender Lage
angeordnet und befinden sich gewöhnlich in einem vorbestingoten Abstand voneinander,
wie dies in der Zeichnung dargestellt ist.
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Die hnschlussteile 26 und 36 können runden Querschnitt haben, und
da sie an dem betreffenden Ende des Gehäuses 10 befestigt sind, sind die Blätter
20, 30 mit Bezug auf das Gehäuse 10 freitragend angeordnet, so dass eine geringfügige
Bewegung ihrer Kontaktteile 22 bzw. 32 gegeneinander und voneinander weg ermöglicht
ist, wobei diese bewegung durch die biegeteil 24 bzw. 34 unterstützt wird Eine Spule
40, die an einer nicht dargestell.ten äusseren Plattform od. dgl. angebracht sein
kann, erstreckt sich rund um das Gehäuse 10 und ist so ausgeführt, dass sie beim
Ansprechen auf ein Singangssignal in bekannter Weise an die Blätter 20, 30 einen
magnetischen Fluss anlegt, der in jedem glatt entgegengesetzte Polarität hat, so
dass die Blätter 20, 30 in einer Hichtung, die in Fig, 2 durch die Pfeile h angedeutet
ist, gegeneinander gezogen werden, was bewirkt, dass sich ihre Biegeteile 24, 34
biegen und ihre Kontaktteile 22 und 32 miteinander in Berührung treten Wenn daher
die Anschlussteile 26 und 36 in einen elektrischen Stromkreis gesenaltet sind, ist
dieser gewöhnlich offen, jedoch wird er bei Berührung der Kontaktteile 22 und 32
geschlossen.
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Aus Vorstehendem ist ersichtlich, dass zufolge der Tatsache, dass
die bbenen der blätter 20, 30 sich rechtwinklig zu der llichtung ihrer bewegung
erstrecken, die Kontaktteile 22 und 32 sich längs einer zur Bewegungsrichtung rechtwinklig
verlaufenden Linie berühren. Dies bewirkt zusammen mit der von dem magnetischen
Fluss erzeugten relativ grossen Anziehungskraft und der Sigenelastizität der blätter,
dass die blätter 20, 30 nach-der anfänglichen Berührung ihrer Kontaktteile 22, 32
geringfügig zurückfedern, was, wie oben ausgeführt, unerwünscht ist. Wie weiterhin
oben ausgeführt, ist zwischen den Kontktteilen 22, -32 der Blätter 20, -30 bei ihrer
Berührung wenig oder keine Gleit oder Relativbewegung vorhanden,
und
zwar wiederum zufolge dieser ebenen" Berührung.
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Der in den Fig. 3 bis 5 dargestellte Zungenschalter gemäss der Erfindung
weist eine Glashülle 50 auf, durch die sich zwei Blätter 60 und 70'hindurcherstrekken,
deren Kontaktteile 62 bzw. 72 sich, wie dargestellt, einander überlappen. Die Glashülle
50 kann vollständig mit einem Gemisch aus Stickstoffgas und Wasserstoffgas, beispielsweise
mit einem Gemisch aus 97afp Stickstoff und 3% Wasserstoff, gefüllt sein, um die
Verringerung der Oxydation der blätter 60, 70 zufolge ihrer elektrischen Kontaktierung
zu unterstützen. Die Blätter 60, 70 können aus irgendeinem bekannten leitenden Material,
beispielsweise aus einer Nickellegierung gebildet sein.
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Wie bei der vorhergehend beschriebenen bekannten Ausführung haben
die Blätter 60 und 70 jeweils einen Anschlussteil 66 bzw. 76, der durch die Glashülle
50 hindurchgeführt und an dieser befestigt ist, sowie einen Biegeteil 64 bzw. 74
zwischen dem betreffenden Kontaktteil 62 bzw. 72 und dem Anschlussteil 66 bzw0 76.
Weiterhin erstreckt sich eine Spule 80 rund um die Hülle 50, um einen magnetischen
Fluss an die Blätter 60, 70 anzulegen.
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Wie aus Fig. 5 ersichtlich, sind die Kontaktteile 62 bzw.
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72, die Biegeteile 64 bzw. 74 und die hnschlussteile 66 bzw. 76 von
einstückiger Ausbildung, wobei aie Biegeteile 64 und 74 mit rechteckigem Querschnitt
und die Anschlussteile 66 und 76 mit rundem Querschnitt dargestellt sind, obwohl
ihre Gestalten und Abmessungen gemäss der besonderen Aueführung geändert werden
können Gemäss der Erfindung sind die Kontaktteile 62 bzw.
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72 der Blätter 60 und 70, wie aus Fig. 3 ersichtlich, verdreht, so
dass diese Kontaktteile 62, 72 mit Bezug auf die übrigen Teile der Blätter 60, 70
im Winkel versetzt sind.
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Daher bewirkt der beim Anlegen eines Eingangssignals an die Spule
80 sich ergebende magnetische Flusa, dass
die Blätter 60, 70, wie
oben.beschrieben, gegeneinander gezogen werden, wobei sie sich um ihre befestigten
hnschlussteile 66 bzwo 76 biegen, bis ihre Kontaktteile 62, 72 miteinander in Derührung
gelangen.
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Zufolge der vorstehend beschriebenen neuartigen Ausführung der Kontaktteile
62 und 72 tritt zwischen diesen unmittelbar nach ihrem Inberührungtreten eine Relativbewegung
auf, und diese Bewegung ist in Fig. 6A und 63 schematisch veranschaulicht. Aus Fig.
6A, in der die Kontaktteile 62 und 72 im Augenblick ihres anfänglichen Inberührungtretens
dargestellt sind, ist ersichtlich, dass zufolge der oben genannten ivinkelstellung
der Blätter 60, 70 die Kontaktteile 62, 72 bei ihrem anfänglichen Inberührungtreten
sich um einen kleinen Betrag relativ zueinander verschieben, so dass sie die in
Fig. 63 wiedergegebene Stellung einnehmen, wobei die Grösse dieser Verschiebungsbewegung
zur Verdeutlichung übertrieben dargestellt ist. Daher ergibt sich zwischen diesen
Teilen 62, 72 eine senkrechte Bewegungskomponente in der in Fig. 6S durch die Pfeile
B angedeuteten Richtung, Diese Bewegung erfolgt selbstverständlich zusätzlich zu
der waagerechten Bewegungskomponente, in der durch die Pfeile A angedeuteten Richtung,
und sie führt zu vielen Vorteilen.
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Zunächst ist die Rückprallzeit zufolge der Tatsache beträchtlich
verringert, dass ein Teil der bei der Berührung vorhandenen energie in der senkrechten
Ebene sowie in der waagerechten Ebene gemäss Fig. 63 zerstreut wird. Auf Grund des
minimalen Zurückprallens wird die Lebensdauer des Schalters verlängert. Dieses minimale
Zurückprallen der Blätter macht den Schalter für Schaltungen und Zähler, die mit
hoher Geschwindigkeit arbeiten, besser geeignet, und es scheidet als bestimmender
Faktor fUr die obere Betriebsfrequenz des Schalters aus.
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Weiterhin wird zufolge dieser senkrechten und waagerechten Bewegungskomponente
der Kontaktteile 62 und 72 relativ
zueinander zwischen dern Kontaktflächen
dieser zeile 62 und 72 eine Gleitbewegung erzielt, wodurch die Kontaktflächen bei
jedem Schliessen des Schalters von Fremdstoffen, wieOxyden, Filmen und Partikeln,
gereinigt werden, was dazu führt, dass der Schalter einen geringeii und stabilen
Kontaktwiderstand hat.
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Aus Vorstehendem ist ersichtlich, dass innerhalb des Rahmens der
Erfindung verschiedene Änderungen än dem Zungenschalter gemäss der Erfindung vorgenomnen
werden können Beispielsweise ist der Winkel, in dem sich die Kontaktteile 62, 72
der Blätter 60, 70 erstrecken, obwohl er in der Zeichnung mit annähernd 450 angenommen
ist, nicht auf diese Grösse beschränkt, sondern er kann in Übereinstimmung mit der
Art des Blattmaterials, der Dicke des n'lattes, der Kauheit der Kontaktflächen und
selbstverständlich gemäss den an den schalter gestellten besonderen Anforderungen
geändert werden.
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Weiterhin ist es nicht erforderlich, dass beide Kontaktteile in einem
Winkel angeordnet sind, sondern die oben genannten wesentlichen Vorteile werden
auch erhalten, wenn nur ein Kontaktteil in einem Winkel angeordnet ist, solange
-die relativ Gleitbewegung in der in Fig. 6B durch die Pfeile B angedeuteten Richtung
erzielt wird. Weiterhin ist es nicht erforderlion, dass die Biegeteile der betreffenden-
Blätter parallel verlaufen oder dass die Anscillussteile der Blätter mit den Biegeteilen
einstückig ausgebildet sind.
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Die beschriebene Ausführungsform mit zwei Blättern stellt nur ein
Ausführungsbeispiel dar, und die Anzahl der in dem Schalter verwendeten Blätter
kann gemäss den~besonderen Anforderungen geänder-t-werd-en.