DE2015528C3 - Vakuumschalter - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Vakuumschalter mit zwei Schaltkontakten, die einander mit ebenen Kontaktflächen zugewandt sind, welche mindestens einen ringförmigen Steg aufweisen, der in Segmente durch Schlitze unterteilt ist, die den die Schaltkontakte durchfiießenden Strom auf einen Weg zwingen, der eine in Umfangsrichtung des ringförmigen Steges verlaufende Komponente hat.

Derartige Vakuumschalter sind bereits bekannt, und zwar insbesondere aus der deutschen Patentschrift 1196 751. Die Schlitze, welche die ringförmigen Stege der Kontaktstücke in Segmente unterteilen, sind dabei gegenüber den Stegachsen geneigt. Vorzugsweise sollen diese Schlitze in den beiden Kontaktstücken entgegengesetzte Richtung zueinander haben. Zweck dieser Anordnung ist es, einen gegenüber der Achse der Schaltkontakte winklig geneigten Strompfad zu erzielen, der ein Magnetfeld erzeugt ur.icr dessen Einfluß ein rwischen den Kontaktoberflächen entstehender Lichtbogen über die Kontaktoberfläche bewegt werden soll. Auf diese Weise sollen ein Wiederzünden des Lichtbogens und eine Beschädigung der Kontaktoberflachen verhindert werden. Hei der geschilderten bekannten Kontakt-Unordnung hat jedoch der Strom in den Schallkontakten auf Grund der schragen 5»«jMitze noch eine merkliche axiale Komponente, die den erwünschten Effekt beeinträchtigt.

Um bei einem Vakuumschalter mit Kontakt stücken, von denen mindestens eines einen rohrförmigen Teil enthält, den das rohrförmige Teil durchfließenden Strom auf einen Weg mit einer Komponente in Umfangsrichtung des rohrförmigen Teils zu zwingen, ist es weiterhin aus der deutschen Patentschrift 1 236 053 bekannt, den rohrförmigen Teil mit einem Schlitz zu versehen, der zwischen in Umfangsrichtung des rohrförmigen Teils gegen einander versetzten Punkten der Endflächen verläuft Um bei dieser bekannten Anordnung eine relativ große axiale Stromkomponente im rohrförmigen Kontaktteil zu vermeiden, ist auf der kontaktgebenden Fläche der Kontaktslücke eine Erhebung vorgesehen, die bewirkt, daß alle Lichtbögen an einer bestimmten Stelle entstehen. Abgesehen davon, daß auch dann der die Kontaktstücke durchfließende Strom noch eine deutliche Komponente in Richtung des rohrförmigen Teils aufweist, verschlechtern die genannten Erhebungen im Vergleich zu ebenen Kontaktflächen die elektrischen Eigenschaften de Vakuumschalters.

Die Aufgabe dci Eifindung besteht darin, einer¹. Vakuumschalter zu schaffen, dessen Schaltkontakte bei einer ebenen kontaktgebenden Fläche so ausgebildet sind, daß der die Schaltkontakte durchfließende Strom möglichst nahe der kontaktgebenden Fläche einem praktisch ausschließlich tangential zur Achse der Schaltkontakte gerichteten Weg folgt. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Vakuumschalter der eingangs erwähnten Art nach der Erfindung vorgeschlagen, daß die den ringförmigen Steg der Schaltkontakte in Segmente unterteilenden Schlitze, ausgehend von senkrechten Einschnitten, im wesentlichen parallel zur Kontaktfläche verlaufen.

Ein erfindungsgemäßer Vakuumschalter weist den wesentlichen Fortschritt auf, daß der die Kontakte durchfließende Strom sehr nahe unter der Kontaktfläche nahezu frei von axialen Komponen'en ist. Dieser in Umfangsrichtung der Schaltkontakte ausgeprägte Strom erzeugt ein Magnetfeld, der einen zwischen den Kontaktflächen entstehenden Lichtbogen in starkem Maß über die Kontaktfläche treibt, die von den ringförmigen Stegen der Schaltkontakte gebildet ist. Um dabei dem Lichtbogen ein Überlaufen der senkrechten Einschnitte in der Kontaktfläche zu erleichtern, sind die senkrechten Einschnitte mit besonderem Vorteil so angeordnet, daß sie s.uf einer Kreissehne zu den ringförmigen Stegen liegen.

Um in jedem Kontaktstück eines Kontaktpaares die erwünschte Stromschleife mit stark ausgeprägter tangentialer Ausrichtung zu erzielen, sind die Kcintaktstücke vorteilhaft spiegelbildlich hergestellt und um die Hälfte einer Segmentlänge der ringförmigen Stege gegeneinander verdreht im Vakuumschalter angeordnet. Zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit der Schaltkontakte können die Schlitze in axialer Richtung der Kontaktstücke durch Stützen aus einem

Werkstoff niedriger Leitfähigkeit überbrückt sein_; Segmenten der Stege 10, verläuft. Dadurch entstehen

wie an sich aus der bereits genannten deutschen im Zusammenhang mit der Verdrehung um die

Patentschrift 1 236 053 bekannt ist. Hälfte der Segmentlänge Stromschleifen, die parallel

An Hand eines in den Figuren der Zeichnungen zur Kontaktfläche ausgerichtet sind. Diese Stroin-

dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung 5 schleifen erzeugen ein starkes Magnetfeld, das

nachstehend näher erläutert werden. Dabei zeigt nahezu ausschließlich senkrecht zur Stromnchtung

Fig. 1 einen Längsschnitt eines vereinfacht dar- eines Lichtbogens gerichtet ist, der zwischen den

gestellten Vakuumschalters, Schaltkontakten 4 und 5 beim Trennen der Kontakte

Fig. 2 ein Kontaktpaar eines erfindungsgemäßen entsteht. Auf Grund dieses Magnetfeldes wird der

Vakuumschalters gemäß Fig. 1, io Lichtbogen mit außerordentlich hoher Geschwindig

Fig. 3 einen Sdialikcmtaki der Fig. 2 von oben, ^{keit über die} Oberfläche der ringförmigen Stege 1«

Fig. 4 einen Ausschnitt IV der Fig. 3. in einer Kreisbahn bewegt. Um das Überlaufen des

In Fig. 1 ist mit 1 ein zylindrischer Isolierkörper, Lichtbogens von einem Segment des ringtormigen

beispielsweise aus Glas odci Keramik, bezeichnet, Steges 10 zum nächsten Segment wesentlich zu cr-

der zusammen mit zwei metallischen Endplalten 2 '5 leichtern, liegen in Weiterbildung der Erfindung d.t

und 3 ein vakuumdichtes, auf Hochvakuum ge- Einschnitte 12 auf einer Kre.sschne zu den nng-

brachtes Gehäuse bildet. In diesem Gehäuse sind förmigen Stegen 10.

einander paarweise gegenüberstehend zwei Schalt- r>ie dargestellte und beschriebene ^°"^lalJ^l"

kontakte 4 und 5 angeordnet, von denen einer an anordnung ist zweckmäß'; so bemessen dad Qie einem feststehenden Leiter 6 und der zweite an ™ Summe der Querschnittsfläche der Stromzutuhrungcn einem beweglichen Leiter 7 befestigt ist. Ein Metall- zu den Segmenten des ringförmigen Steges iu, aiso balg 8 dichtet den Vakuumschalter dort ab, wo der der Querschnittsflächen der Bruccen zwischen einem Leiter 6 beweglich durch das vakuumdichte Gehäuse Schlitz 11 und einem Einschnitt 12 eines nenacndes Vakuumschalters hindurchgeführt ist. warten Schlitzes, gleich dem Querschnitt des slab-

Die Kontaktstücke 4 und 5 sind in ihrer erfin- a₅ förmigen Leiters 6 bzw. 7 ist. Zur mechanischen dungsgemäßen Ausbildung deutlicher in den Fig. 2 Unterstützung sind die einzelnen Segmente ^v»«^ei'-bis 4 dargestellt, die das Kontaktpaar des Vakuum- haft in Achsrichtung der Schaltstucke 4 und15 durch schalters der Fig. 1, gegenüber dieser vergrößert, in Stützen aus einem Werkstoir niedriger Leitfähigkeit etwa natürlichem Maßstab zeigen. Man erkennt, daß beabstandet. Solche Stützen können beispielsweise die beiden Schaltkontakte 4 und 5 jeweils topfförmig 30 Schrauben aus einer Metallegierung geringer eteksind, wobei ihr Boden 9 die dem Gegenkontakt ab- Irischer Leitfähigkeit sein, die im Bereich des, treigewandte Seite der Schaltkontakte darstellt. Die stehenden Endes der Segmente des Steges 10 durch Seitenwand der topfförrni_fecn Schalikoniakie bildet den Coden 9 eine, SchansiücKes hindurch e.ngejeweils einen ringförmigen Steg 10, der eine ebene schraubt sind. Eine entsprechende Stütze IJ in form Oberfläche hat. Diese ebenen Oberflächen sind die 35 ^einer Schraube ist in Fig. 4 dargestellt, haus ait Kontaktflächen der Schaltkontakte 4 und 5, mit Schaltstücke 4 und 5 vorwiegend aus Kupfer bedenen diese einander zugekehrt sind. stehen, kann die Schraube 13 aus einer Eisen-Nickel-

Der ringförmige Steg 10 der Schaltkontakte 4 und 5 Kobalt-Legierung bestehen, ohne den Stromverlauf ist jeweils in drei Segmente durch Schlitze 11 unter- in den Schaltkontakten 711 stören teilt, die, von senkrechten Einschnitten 12 in der 40 Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das dar-Kontaktfläche ausgehend, sich erfindungsgemäß par- gestellte Ausführungsbeispiel. Insbesondere braucht allel zur Oberfläche des Steges 10 erstrecken. Wie die Zahl der Segmente nicht drei zu betragen, /.ur aus Fig. 2 näher ersichtlich, werden zweckmäßig Unterstützung der einzelnen Segmente können an die Schlitze 11 in den einander zugekehrten Schalt- Stelle von Schrauben auch Keramikscheiben einkontakten 4 und S gegensinnig zueinander hergestellt 45 geschoben werden.

und die Schaltkontakte 4 und 5, um die Hälfte der Ein erfindungsgemäßer Vakuumschalter zeichnet

Segmentlänge dei ringförmigen Stege 10 gegen- sich dadurch aus, daß man mit ihm hohe Strome, einander verdreht, in einem erfindungsgemäßen beispielsweise Ströme über 4 kA, sicher und zu-Vakuumschalter eingebaut. Diese Anordnung be- verlässig abschalten kann. Da, wie eingehend darwir! t, daß der die Schaltstücke 4 und 5 durch- 50 gelegt, der Abschalthchtbogen außerordentlich fließende Strom im Bereich der Kontaktflächen auf schnell über die Kontaktfläche zwangsweise bewegt einen Weg gezwungen wird, der praktisch ausschließ- wird, wciJen die Schaltkontakte nur sehr spärlich lieh in Umfangsrichtung der ringförmigen Stege 10, abgearbeitet, so daß ein erfindungsgemaßer Vakuumnämlich in den oberhalb der Schlitze 11 liegenden schalter auch hohe Lebensdauer besitzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vakuumschalter mit zwei Schaltkontakten, die einander mit ebenen Kontaktflächen zugewandt sind, welche mindestens einen ringförmigen Steg aufweisen, der in Segmente durch Schlitze unterteilt ist, die den die Schaiikontakte durchfließenden Strom auf einen Weg zwingen, der eine in Umfangsrichtung des ringförmigen Steges verlaufende Komponente hat, d ad u rch ge ken nzeich net, daß die den ringförmigen Steg(lO) der Schaltkontakte (4,5) in Segmente unterteilenden Schlitze (11), ausgehend von senkrechten Einschnitten (12), im wesentlichen pariillel zur Kontaktfläche verlaufen.

2. Vakuumschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrechten Einschnitte (12) auf einer Kreissehne zu den ringförmigen Stegen (10) liegen.

3. Vakuumschalter nach Anspruch 1 oder 2 mit paarweise einander zugeordneten Schaltkontakten, von denen jeder auf seiner Kontaktfläche mindestens einen ringförmigen Steg aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (11) in den beiden einander zugeordneten Schaltkontakten (4, 5) gegensinnig zueinander hergestellt sind.

4. Vakuumschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkontakte (4\ 5) um die Hälfte einer Segmen'Jänge der ringförmigen Stege (10) gegeneinander verdreht angeordnet sind.

5. Vakuumschalter nach einem der Ansprüchc 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Stege (10) in drei Segmente unterteilt sind.

6. Vakuumschalter nach einem der Ansprüche i bis 5, daduich gekennzeichnet, daß rile Schlitze (11) in axialer Richtung der Schaltkontakte (4,5) durch Stützen (13) überbrückt sind, die aus einem Material bestehen, das eine im Vergleich zum Kontaktwerkstoff geringere elektrische Leitfähigkeit hat.

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