DE2016308A1 - Magnetically operated protective tube contact - Google Patents
Magnetically operated protective tube contactInfo
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Description
DIPLiNaHANS W. SCHONINÜ —2. APR 1970 DIPLiNaHANS W. SCHONINÜ —2. APR 1970
te SIte SI
(0411) »WM BRIOGS & STRAMOH CORPORATION(0411) »WM BRIOGS & STRAMOH CORPORATION
2016308 3300 North 124th Street 2016 308 3300 North 124th Street
Wauwatoea, Wisoonein U.S.A. Anwaltoakte: 2554 Wauwatoea, Wisoon, USA Attorney File: 2554
Magnetisch betätigter SchutzrohrkontaktοMagnetically operated protective tube contact ο
Die Erfindung betrifft einen magnetisch betätigten Schutzrohrkontakt (Reed-Kontakt), mit dem auch größere Leistungen mit großen unterschiedlichen Schaltfrequenzen ein- und ausgeschaltet werden können,The invention relates to a magnetically actuated protective tube contact (reed contact), with the larger one Power can be switched on and off with large, different switching frequencies,
Magnetisch betätigte Schutzrohrkontakte sind salt vielen Jahren für viele Anwendungen als wertvolles Bauelement bekannt. In der Praxiö wurden diese Kontakte jedoch nur beschränkt angewendet, da sie nicht in de^ Lage sind, große leistungan ordnungsgemäß zu schaltenfund nicht genau genug auf den Auf- und Abbau häufig wechselnder kurzzeitiger Betätigungsfelder ansprechen. AIa epheb- ^ lioh® Verbesserung erschien beispielsweise kürzlich auf dem Markt ein Seirat^rohrkontakt, der 240 Sohaltvorgänge je Minute bei einem Abschältstrom von 3 A mit 125 7 bzw. 2 A mit 250 V Wechselstrom ermöglicht.Magnetically operated protective tube contacts have been known for many years as a valuable component for many applications. In the Praxiö these contacts were, however, applied only limited, as they are not in de ^ location, large f leistungan to turn properly and not enough frequent intervention precisely on the construction and dismantling of changing short-term areas of activity. As an improvement to the epheb- ^ lioh®, for example, a Seirat ^ pipe contact recently appeared on the market , which enables 240 stopping operations per minute with a cut-off current of 3 A with 125 7 or 2 A with 250 V alternating current.
Bei diesem Kontakt wurde in erheblichem Umfang die hohe Sohaltfrequenz zugunsten der größeren SchaltieistungenWith this contact, the high holding frequency was to a considerable extent in favor of the greater switching capacities
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geopfertρ denn ältere Schutzrohrkontakte für geringere Leistungen ermöglichen bis zu 60 Schaltvorgänge je Sekunde,sacrificed because older protective tube contacts for lower ones Performances enable up to 60 switching operations per second,
FUr zahlreiche Anwendungen,(z.B. bei Computern) wären Schutzrohrkontakte erwünscht, deren Schaltfrequenzen die 240 Schaltvorgänge je Minute des vorerwähnten ächutzrohrkontaktes um ein Vielfaches übersteigt. Auch werden In vlelan Fällen (beispielsweise bei Werkzeugmaschinen'· öteuerungen) Abschaltleisbungen gefordert, die erheblich Über iiOO VA liegen. In all diesen Fällen würde man Schutzrohrkontakte verwenden, weun sie ohne Einbuße anderer werbvoller Sigensohaften zur Verfügung ständen.For numerous applications (e.g. in computers), thermowell contacts would be desirable, their switching frequencies the 240 switching operations per minute of the aforementioned protective pipe contact many times over. In many cases (e.g. machine tools' control systems) required that considerable Be over 100 VA. In all of these cases, you would Use thermowell contacts if you can use them without any loss other promotional signatures would be available.
Für brei beste Anwendungomb'glichkeiten sollte ein Schutzrohrkontakt bei großer Lebensdauer hohe Schaltfrequenzen und große Schaltleistungen berücksichtigen können» Die vorerwähnten, kürzlich auf dam Markt erschienenen Schutzrohrkontakt« haben nach Biuiohoriijen Inseraten eine Leg von nur 5000 000 Schaltungen bei einem Pi tui 3 A und 120 7 Wachnelstrom, Bei hnhon fichaLtüreciußHiä«n würdu dien einer extrem kurzen Iiebtmudauor entspreohon, bei 240 Sclialtvorhängen Je Minute beispielsweise weniger als 40 Stunden,A protective tube contact should be used for the best possible applications can take into account high switching frequencies and large switching capacities with a long service life »The the aforementioned protective tube contact recently released on the market « have a leg after Biuiohoriijen advertisements of only 5,000,000 switching operations in one Pi tui 3 A and 120 7 Wachnelstrom, Bei hnhon fichaLtüreciussHiä «n you would serve an extremely short one Loves mudauor corresponds, with 240 sliding curtains each Minute for example less than 40 hours,
Der Schutzrohrkontakt der Anmelderin gemäß der deutschen Patentschrift 1 279 190 arbeitet alt sehr genau definierten The protective tube contact of the applicant according to the German patent specification 1 279 190 works in a very precisely defined way
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Ein- und Ausschaltseitpunkten "bei Schaltfrequenzen von mehr als 200 je Sekunde und auch bei niedrigeren Frequenzen· Wenn auch die Lehre der deutschen Patent-= schrift 1 279 190 sehr hohe Schaltfrequenzen ermöglicht, so löst sie doch noch nicht das seit langem bestehende Problem, mit einem Schutzrohrkontakt bei großer Schaltfrequen* auch große Leistungen zu schalten„Switch-on and switch-off times "at switching frequencies of more than 200 per second and also at lower frequencies · Even if the teaching of the German patent = font 1 279 190 enables very high switching frequencies, it does not yet solve the long-standing problem with a protective tube contact at high switching frequencies * to switch large capacities "
Ziel der vorliegenden Erfindung ist vor allem eine i The aim of the present invention is above all an i
erhebliche Verbesserung eines Schutzrohrkontaktes gemäß der deutschen Patentschrift 1 279 190 dahingehend, daß er neben einer Schaltfrequenz entsprechend dem Stand der Technik auch noch bei einer zu erwartenden Lebensdauer von Hunderten von Millionen Schaltvorgängen Abschaltleistungen in der Größenordnung von 1500 VA beherrscht.considerable improvement of a protective tube contact according to the German patent specification 1 279 190 to the effect that besides a switching frequency corresponding to the state of the art, it also has an expected service life of hundreds of millions of switching operations, breaking capacities in the order of 1500 VA controlled.
Um sicher auf sich ändernde Magnetfelder ansprechenTo respond safely to changing magnetic fields
in Iin I.
EU können, sollte die/öffnungBrichtung wirksame Vor«=· spannung äej Zunge oder Zungen des Schutzrohrkontaktes sehr gering sein. Zum Schließen und öffnen in genauer zeitlicher Beziehung zum Entstehen und Verschwinden sich schnell ändernder magnetischer Felder sollte der normale Luftspalt zwischen den Kontakten relativ klein sein. Ein diesen Erfordernissen entsprechender Kontakt hat im geschlossenen Zustand einen relativ schwachenEU, the / opening direction should be effective forward «= · voltage äej tongue or tongues of the protective tube contact be very low. To close and open in a precise temporal relationship to emergence and disappearance With rapidly changing magnetic fields, the normal air gap between the contacts should be relatively small be. A contact that meets these requirements has a relatively weak contact in the closed state
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Kontaktdruck. Um hierbei keine hohen Kontaktwiderstände BU erhalten, verwenden vorbekannte Schutzrohrkontakte im allgemeinen Kupfer- oder Edelmetallkontakte in einer Schutzgasumgebung. Wenn solche Kontakte mit großer Leistung betrieben werden, neigen sie häufig zum Kleben und Erodieren. Aus diesen Gründen glaubte man bisher« daß hohe Schaltieistungen nioht mit Schutzrohrkontakten möglich sind, insbesondere, wenn die Schaltfrequenzen groß sind.Contact pressure. In order to avoid high contact resistances BU in this case, use previously known protective tube contacts generally copper or precious metal contacts in a protective gas environment. If such contacts When operated with high power, they often tend to stick and erode. For these reasons it was previously believed " that high switching capacities are not possible with protective tube contacts are possible, especially when the switching frequencies are high.
Viele Ursachen für das Klebenbleiben von Kontakten lassen sioh beseitigen, wenn man Wolfram-Kontakte in einem Hoohvacuum arbeiten läßtο Wegen ihrer hohen Schmelztemperatur können Wolfram-Kontakte im Hochvacuum höhere Ströme schalten als andere KontakteMany causes of contact sticking can be eliminated by inserting tungsten contacts a Hoohvacuum to work o Because of their high At the melting temperature, tungsten contacts can switch higher currents than other contacts in a high vacuum
, ohne daß zwischen den Kontaktflächen eine Lichtbogenbildung oder Verschweißung auftritt· Wegen der Härte von Wolfram iet auch das Klebenbleiben dieser Kontakte durch Reibung sehr unwahrscheinlich.without arcing or welding between the contact surfaces. · Paths The hardness of tungsten also makes it stick Contact due to friction is very unlikely.
Wenn jedoch die Öffnungskraft an den Kontakten begrenzt ist wie bei Schutzrohrkontakten, neigen Wolfram-Kontakte Im Hochvacuum beim Abschalten hoher Spannungen dazu, unter dem Einfluß der elektrostatischen Anziehung wieder zu schließen» Um dieses Wiederschließen zu verstehen, muß bedacht werden, daß fast alle Stromkreise mehr oderHowever, if the opening force at the contacts is limited, as is the case with protective tube contacts, tungsten contacts tend In high vacuum when high voltages are switched off, again under the influence of electrostatic attraction to close »In order to understand this reclosing, it must be borne in mind that almost all circuits have more or
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weniger induktiv sind und daß Wolfram-Kontakte in großem Yacuum voneinander getrennt werden ohne einen die Stromkreisenergie vernichtenden Lichtboden* So entstehen beim anfänglichen Trennen der Wolfram-Kontakte im Stromkreis ein steiler Spannungsstoß und zwischen den "beiden soeben getrennten Wolfram-Kontakten ein großer Potenzialunterschied« Ob nun die Kontakte durch die elektrostatische Ladung zwischen ihnen wieder schließen oder nicht, hängt von der verfügbaren mechanischen Energie ab, die die Kontakte trennto Wenn die Kontakte wieds.z? sahließen können9 reicht iin allgemeinen der große durch die StrOmkreiakapaaitäten bedingte Stoßstroai aus, um die Kontakte au schmelzen und miteinander zu verschweißen.are less inductive and that tungsten contacts are separated from one another in a large yacuum without a light base destroying the circuit energy now close the contacts by the electrostatic charge between them again or not depends on the available mechanical energy that the contacts trennto When the contacts wieds.z can sahließen? 9 sufficient iin general, the large caused by the StrOmkreiakapaaitäten Stoßstroai to the Melt contacts and weld them together.
Wegen der vorstehenden Erscheinungen soll der erfindungsgemäße Schutzrohrkontakt nicht nur auf relativ kleine Betätigungskräfte ansprechen9 sondern auch inBecause of the above phenomena, the protective tube contact according to the invention should not only respond to relatively small actuation forces 9 but also in
der Lage sein, ohne Kleben und Verschweißen und ohne (|be able to work without gluing and welding and without (|
V/iederschließung aufgrund elektrostatischer Anziehung mit hoher Schaltfrequenz Stromkreise zu trennen, die an den Kontakten sehr hohe Potentiale hinterlassen. Isolation due to electrostatic attraction with high switching frequency to separate circuits that leave very high potentials at the contacts.
Die Schaltzunge eines Schutzrohrkontaktes ist ein abgestimmtes Bauelement, das mit irgendeiner Eigen» frequenz schwingt und daher in Abhängigkeit von derThe switching blade a reed contact is a coordinated device, which vibrates with any natural "frequency and therefore a function of the
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Frequenz eines zykllsoh auf- und abgebauten magnetischen BetUfcigungskreftfeldes unterschiedlich anspricht, je nach dem die Magnetfeldänderungefrequenz mit der Zungenschwingung unmittelbar nach einer vorangegangenen Kontaktbewegung phaeengleiob ist oder nicht.Frequency of a cyclically built up and reduced magnetic force field responds differently, depending on the frequency of the change in the magnetic field is phaeengleiobic with the tongue oscillation immediately after a previous contact movement or not.
In diesem Zusammenhang soll der erfindungsgemäße Schutzrohrkontakt oo ausgebildet sein, daß er auf ein zyklisches Magnetfeld einer beliebigen Frequenz bis zu einem fr den Kontakt vorgesehenen Maximalwert j dor bei einigen Hundert Hz liegt, genau anspricht.In this context, the inventive Protective tube contact oo be designed that it reacts to a cyclic magnetic field of any frequency up to a maximum value j provided for the contact because it is a few hundred Hz, responds precisely.
Wichtig iat auch ,daß ein Schutzrohrkontakt im geschlossenen Zustand einen relativ niedrigen Kontakt» widerstand hat, so daß er auch für Ilied er spannungsbetrieb, bei dem der Kontaktwideretand minimal gehalten v/erden muß, geeignet ist«It is also important that a protective tube contact when closed has a relatively low contact » has resistance, so that it is voltage operation even for Ilied, in which the contact resistance is minimal must be held, is suitable "
Die Lebensdauer eines Kontaktes hängt vor allem vom Abschaltetrom ab, insbesondere, wenn die Kontaktuffnung stets bei gleicher Stromrichtung erfolgt, wie te in Gleichstromkreisen der Fall ist.The service life of a contact depends mainly on the cut-off current, especially if the contact opening always takes place with the same current direction, as te is the case in DC circuits.
Es 1st bekannt, daß auoh bei allen Uohtbogenfreien Kontaktöffnungen zwischen den Kontakten ein gewisserIt is known that also with all Uohtbogenfrei Contact openings between the contacts a certain
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Matarialtransport auftritt. Dieser lichtbogenloee Materialtransport, den man als "KiederspannungB-Phänomen" bezeichnet, erfolgt stets vom positiven Kontakt zum negativen Kontakt* Dieses Phänomen tritt auch bei Wolfram-Kontakten in Luft oder Hochvacuum und auch bei anderen Metallkontakten In beliebiger Umgebung auf. Bei reinem Gleichstrom-Betrieb erfolgt der lichtbogenlese Materialtransport stets in gleicher Richtung, so daß sich die Materialtraneporte der einzelnen Öffnungsvorgänge summieren und die Lebensdauer des Schutzrohr- I kontaktes von der Kontaktmaterialmenge und von der AbschaltStromstärke abhängt. Ein gleicher Kontakt lh einem vergleichbaren Wechselstromkreis hat normalerweise eine erheblich größere Lebensdauer, da er nicht stets beim Scheitelstrom abschaltet und jeder Einzelkontakt durchschnittlich nur jedes zweite Mal positiv ist, so daß die Materialtransports In wechselnden Richtungen erfolgen und sich weitgehend wieder kompensieren. IMatarial transport occurs. This arc loee Material transport, which is known as the "KiedertensionB-Phenomenon" always takes place from positive contact to negative contact * This phenomenon also occurs Tungsten contacts in air or high vacuum and also with other metal contacts in any environment. With pure direct current operation, the arc reading material transport always takes place in the same direction, see above that the material portals of the individual opening processes add up and the service life of the protective tube I contact depends on the amount of contact material and the cut-off current. An equal contact lh a comparable alternating current circuit normally has a considerably longer service life since it does not always switches off at the peak current and each individual contact is positive only every second time on average is so that the material transport In changing Directions take place and largely compensate each other again. I.
Der erfindungsgemäße Schutzrohrkontakt soll daher nach Möglichkeit die Nachteile des sogenannten "liederspannung8-Phänomensn überwinden, so daß es zu einer außerordentlich langen Lebensdauer auch bei einem Betrieb mit hohen Gleichströmen kommt. Insbesondere soll beim erfindungsgemäßen Schutzrohrkontakt die bei jederThe protective tube contact according to the invention should therefore , if possible, overcome the disadvantages of the so-called "liedersspannung8 phenomenon n , so that it has an extraordinarily long service life even when operated with high direct currents
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Κο?ί·;'·;-·'■■.■-:· .,ν,Λ mögliche I:.ir--.-:t't)..-;>enu::·. luur;g i.u erheblichem 'Μ?.!?-'-· "^- ■ ■ :;:4α1λΞ ^i je3ei £;>~;! ril! v'jf faung auftretenden Wgfr-r.1,:-.""..::..■ ai-:;'£;ort ve:s pos;ΐΐτ&α äuü- ne£ati?erj Kontakt vprsehl οϋί:ί:,, no daß der erf inäuttgagemfeSe Kontakt selbst bei Eocal^l^tunge-Sieichatroznbetrieb eiae sehr große Lebensdauer erhält.Κο? Ί ·; '·; - ·' ■■. ■ - : ·., Ν, Λ possible I: .ir --.-: t't) ..-;> enu :: ·. luur; g iu considerable 'Μ?.!? -'- · "^ - ■ ■:;: 4 α1λΞ ^ i je3ei £;>~; ! r il ! v'jf faung occurring Wgfr-r.1,: - . "" .. :: .. ■ ai- :; '£; ort ve: s pos; ΐΐτ & α äuü- ne £ ati? Erj contact vprsehl οϋί: ί: ,, no that the experienced contact has a very long service life even with Eocal ^ l ^ tunge-Sieichatroznbetrieb.
Der erfindattgsgemäße Schutzrohrkontakt kann auch die Lehren des deutschen Patentes 1 279 190 realisieren, so daß die Kontaktzungen normalerweise mit genau definierter Vorspannung an einem Widerlager anliegen. Zur Lösung der vorgenannten Aufgaben und zur Beseitigung der aufgezeigten Nachteile bat der erfindungsgemäfie Schutzrohrkontakt an einer der Schaltzungen ein in Richtung auf die andere Schaltzunge vorragenden Hilfekontakt, der sich mit einer in Richtung zur anderen Scbaltzunge wirkenden Vorspannung an der ihn tragenden Scbaltzunge abstützt. Der Hilfekontakt ist vorzugsweise ein federnder bügeiförmig geformter Molybdändraht, deesen Schenkel U-förmig umgebogen sind, wobei die umgebogenen Schenkelenden an der vom Ansohlagstab abgewandten Schaltzungenvorderseite befestigt sind, während die Schenkelteile vor der Umbiegung die Schaltzunge seitlich umgreifen, auf der dem Anschlagstab zugewandten Schaltzungenrückseite federnd anliegen und vor dem Schaltzungenende zu einer stegartigen, zur anderen Scbaltzunge vorragenden Kontaktfläche zusammenlaufena The protective tube contact according to the invention can also implement the teachings of German Patent 1,279,190, so that the contact tongues normally rest against an abutment with a precisely defined preload. To solve the above-mentioned problems and to eliminate the disadvantages mentioned, the protective tube contact according to the invention asked for an auxiliary contact on one of the switching tongues which protruded towards the other switching tongue and which was supported on the switching tongue carrying it with a bias acting in the direction of the other switching tongue. The auxiliary contact is preferably a resilient, bow-shaped molybdenum wire, the legs of which are bent in a U-shape, the bent leg ends being attached to the front side of the switch tongue facing away from the soling rod, while the leg parts grip the switch tongue laterally before the bend, on the rear side of the switch tongue facing the stop rod and converge in front of the switch tongue end to form a web-like contact surface protruding towards the other switch tongue a
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Weitere Sinsellielten und Merkmale der■ Bs?fiiactag ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, iß denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht sind0 More Sinsellielten and features of the ■ Bs? Fiiactag will become apparent from the following detailed description and the accompanying drawings, eat which preferred embodiments of the invention are for example illustrated 0
In den Zeichnungen zeigen:In the drawings show:
. 1 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht. 1 is a partially broken away side view
eines erfindungsgemäßen Schutzrobrkontaktes ' in Offenstellung,of a protective contact according to the invention in open position,
Pig. 2 eine der Pig· 1 ähnliche Barstellung des Kontaktes in Schließstellung,Pig. 2 shows a representation of the Pig · 1 similar to Contact in closed position,
Pig. 3 eine zerlegte perspektivische Darstellung der Bauelemente des erfindungsgsmäßets Kontaktes ohne äußere Umhüllung,Pig. 3 is a disassembled perspective illustration of the components of the erfindungsgsäßets Contact without outer covering,
Pig« 4 eine Draufsicht auf die Kontaktzunge mit Hilfskontakt,Pig «4 a top view of the contact tongue with auxiliary contact,
Pig. 5 eine geschnittene Seitenansicht einer Kontaktzunge des erfindungsgemäßen Schutzrohrkontaktes in vergrößertem Maßstabe,Pig. 5 is a sectional side view of a contact tongue of the protective tube contact according to the invention on a larger scale,
Pig. 6 ein Diagramm, welches die Abhängigkeit zwischen der Temperatur und der linearen Ausdehnung jedes der drei Metalle wiedergibt, die für die Kontaktzungen des erfindungsgemäßen Schutzrohrkontakt es verwendet werden undPig. 6 is a diagram showing the relationship between temperature and linear expansion each of the three metals represents that for the contact tongues of the protective tube contact according to the invention it can be used and
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Pig. 7 ein Diagramm de·- an einem erfindungagemäß ausgebiiö tac Schutzrohrkontakt angreifenden Kräfte.Pig. 7 shows a diagram of the forces acting on a protective tube contact designed according to the invention.
Sie Pig. 1 und 2 zeigen einen erfindungegemäflen Schutzrohrkontakt 5 mit zwei länglichen,federnd verbiegbaren, magnetisch permeablen Zungen 6 und 6*. in einem länglichen Gehäuse oder Schutzrohr 7· Das Schutzrohr ist auf hohes Vacuum evakuiert« An den zugeschmolzenen Enden des Gehäuses 7 ragen zwei längliche Stille 8 und 8' heraus, die die beiden Zungen 6 und 6* tragen und an ihren äußeren Enden als Anschlüsse 9, 9' des Kontaktes auegebildet sind·You pig. 1 and 2 show a protective tube contact according to the invention 5 with two elongated, resiliently bendable, magnetically permeable tongues 6 and 6 *. in an elongated Housing or protective tube 7 · The protective tube is evacuated to a high vacuum «At the sealed ends of the Housing 7 protrude two elongated silences 8 and 8 ', which carry the two tongues 6 and 6 * and on their outer ends formed as connections 9, 9 'of the contact are·
Die Zungen 6 und 6· erstrecken sioh von den Stiften 8 und 81 axial nach innen, wo sich ihre freien Enden in der Längsmittelebene des Gehäuses überlappen und dort in Querrichtung um einen zuvor festgelegten Betrag voneinander entfernt sind, um einen Kontaktspalt 10 zu bilden. Unter dem Einfluß eines sich über die Zungen 6 und den Spalt 10 erstreckenden Magnetfeldes werden die Zungen so verbogen, daß eion ihre überlappenden Enden kontaktgebend berühren.The tongues 6 and 6 extend axially inward from the pins 8 and 8 1 , where their free ends overlap in the longitudinal center plane of the housing and are there transversely spaced from one another by a predetermined amount in order to form a contact gap 10. Under the influence of a magnetic field extending over the tongues 6 and the gap 10, the tongues are bent so that their overlapping ends make contact.
Die Stifte 8, 8* tragen am inneren Ende außerdem einen länglichen relativ steifen Anschlagstab 11 bzw. 11'.The pins 8, 8 * also have an elongated, relatively stiff stop rod 11 and 11 'at the inner end.
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Normalerweise beaufschlagen Sie Zangen ihrgtl stab mit der innewohnenden Biegespannung, so daß slab entsprechend den Lehren der vorerwähnten äsutoahea Patentschrift 1 279 190 eine nach außen gerichtete Vorspannung am Anschlagstab ergibt. Die letzterwähnte deutsche Patentschrift legt ausführlich die Vorteile einer solchen Anordnung in Verbindung mit Schutzrohrkontakteis für hohe Schaltfrequenz dar.Normally you press on pliers at your own pace stab with the inherent bending stress, so that slab according to the teachings of the aforementioned Asutoahea patent 1 279 190 an outward bias on the Stop rod results. The last-mentioned German patent lays down the advantages of such in detail Arrangement in connection with protective tube contacts for high switching frequency.
Gemäß der vorliegenden Erfindung trägt die Zunge 6 einen Hilfskontakt 12, der normalerweise an der Rückseite der Zunge 6 mit nach vorn gerichteter Biegespan- | nung anliegt und einen Steg 13 aufweist, der Über das freie Ende der Zunge 6 hinausragt und von der Zunge 6* einen Abstand hat, der etwas kleiner ist als die Breite des Kontaktspalteβ 10 zwleohen den freien Enden der Schaltzungen 6 und 6*. Der Hilfskontakt 12 dient verschiedenen Zwecken und hat unter anderem die Aufgabe, ein Hängenbleiben des Schut«rohrkontaktee bei hohen Stromstößen zu verhindernβ According to the present invention, the tongue 6 carries an auxiliary contact 12, which is normally on the rear side of the tongue 6 with the bending chip | voltage rests and has a web 13 which projects beyond the free end of the tongue 6 and has a distance from the tongue 6 * which is slightly smaller than the width of the Kontaktspalteβ 10 zwleohen the free ends of the switching tongues 6 and 6 *. The auxiliary contact 12 serves several purposes and has among its tasks, snagging the Schut "pipe kontaktee to prevent high current surges β
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Der Schutzrohrkontakt soll nun ausführlicher beschrieben werdenο Das Gehäuse 7 ist vorzugsweise ein Glasrohrabschnitt, dessen gegenüberliegende Enden um die Stifte 8 und 8' herum angeschmolzen eindp um die Stifte in einer im wesentlichen koaxialen Ausrichtung festzusetzen und das Gehäuse hermetisch abzudichten»The protective tube contact will now be described in more detail o The housing 7 is preferably a glass tube section, the opposite ends of which are fused around the pins 8 and 8 'to fix the pins in an essentially coaxial alignment and to hermetically seal the housing »
An den inneren Enden der axial weit auseinander liegenden Stifte 8 sind die Anschlagstäbe 11 angeschweißt. Genausogut könnten aber auch die Stifte 8 fester Bestandteil der Anschlagstäbe sein» Die Anschlagstäbe erstrecken sioh bis zu den freien Enden der Schaltzungen«, Wie die deutsche Patentschrift 1 279 190 erläutert, können die Anschlagstäbe entweder aus magnetischem oder nicht-magnetischem Material bestehen, sie sollten aber in jedem Falle erheblich steifer als die Schaltzungen sein«The stop rods 11 are welded to the inner ends of the axially widely spaced pins 8. The pins 8 could just as well be an integral part of the stop rods "The stop rods extend to the free ends of the switching tongues". As German Patent 1,279,190 explains, the stop rods can be made of either magnetic or non-magnetic material, they should but in any case be considerably stiffer than the reeds "
Gemäß der vorliegenden Erfindung bestehen die Zungen 6 und 6* aus einem im wesentlichen flachen Fußteil am eingespannten Ende, einem im wesentlichen flachen Kopfteil 16 am freien Ende und einem dazwischenliegenden Haisteil 17, welcher einen etwas geringeren Querschnitt hat als die Fuß- und Kopfteile. Der Halsteil grenzt als fester Bestandteil stumpfwinklig an Kopf- und Fußteile Der Fußteil 15 jeder Zunge überdeckt in derAccording to the present invention, the tongues 6 and 6 * consist of a substantially flat foot part at the clamped end, a substantially flat head part 16 at the free end and an intermediate neck part 17 which has a slightly smaller cross section than the foot and head parts. The neck part is an integral part of the head and foot parts at an obtuse angle. The foot part 15 covers each tongue in the
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Habe des eingespannt eis Endes f Xaehliegeiad. d@a bart en Aaschlagstab unä 1st mit dem l©teterea9 " spielsweise-* durch Sonw@ißungp' ψesbtmdett* Si®1 HalstslX ragt schräg nach vorn vom Ansuhlagstab fort in. Eietotmag ' zum freien Zungenende <> Der Kopfteil 16 ist normales» weise zum Anschlagstab hin geneigt, wobei die Zungenspitze den Anschlagstab mit ihrer in Öffnungsrichtung wirkenden Biegespannung beaufschlagt«Got the clamped ice end f Xaehliegeiad. d @ a bart en carrion stick and the l © teterea 9 "for example- * by Sonw @ ißung p ' ψ esbtmdett * Si® 1 HalstslX protrudes obliquely forward from the stick in. Egg deadmag' to the free end of the tongue <> the head part 16 is normally "inclined towards the stop bar, with the tip of the tongue acting on the stop bar with its bending stress acting in the opening direction"
Die größte Biegung sollen die erfindungsgemäßen Zungen am Halsteil 17 erhalten« Saher hat der HaIste.il einen verminderten Querschnitt o Torzugeweise ist am Halsteil nur die Dicke vermindert 9 damit die Zunge eine relativ flache Federkennlinie erhält and die Biegekräfte in der Zunge relativ stetig beim Schließen der Kontakte ansteigen» Die Bedeutung dieser Maßnahme ergibt sich aus der Pigο 7» in d@r die an einer Zunge des Schutzrohrkontaktes der Er=» findung angreifenden Kräfte dargestellt sind, wenn |The tongues according to the invention should have the greatest curvature on the neck part 17, so the neck part has a reduced cross-section or the gate is only reduced in thickness 9 so that the tongue has a relatively flat spring characteristic and the bending forces in the tongue are relatively steady when the door is closed Contacts increase »The meaning of this measure results from the Pigο 7» in d @ r the forces acting on a tongue of the protective tube contact of the invention are shown when |
die Zunge magnetisch in die kontaktschließende Stellung gebracht wirdο Venn das den Kontakt betätigende Magnetfeld entsteht, erreicht di© feldstärke einen Wert, bei dem die Anziehung zwischen den Zungen» spitzen so groß wird, daß deren Vorspannungen überwunden werden und die Zungenspitzen sich aufeinander zu bewegen,, Nach Erreichen dieses Wertes steigert sich die ·the tongue magnetically into the contact closure If the magnetic field that actuates the contact is created, the field strength is reached a value at which the attraction between the tongues » tips becomes so large that their biases are overcome and the tips of the tongue move towards each other move ,, After reaching this value, the ·
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Aufeijiajrifirri'b:?w^„-.;'.'■:■·; ύ«ΐ· Z.m&en wesentlich «schneller als Λατ ■■ ,:<A*/y^'.in:' · K-.;-ifetfluß,, so da3 tier letztere als Γ..-"···:;-. ■■ ... -^4, 3sh-33ä Herden kaimo Unter dieser Annahme beruiit äie Änderung der saagpi© tischen Anziehungskräfte (FIg, 7 Kurve 26) ausschlieöllch auf der Annäherung der Zungen» Die Änderung der Ansiehungekraft zwischen den Zungenspitzen ist etwa umgekehrt proportional der Änderung des StreufluSfeldee zwischen den Zungenspitzen, so daß die Kurve 26 ira wesentlichen parabolisch verläuft« Die Biegekräfte in jeder Zunge (Kurve 24) vergrößern sich linear zum Biegeweg der Zungenspitzen«» Der Unterschied zwischen der Magnetkraft und der Biegekraft ist die jeweils verfügbare Kraft, die die Zungen in dem jeweiligen Moment beschleunigen kannο Handelt es sich um eine Zunge mit flacher federkennlinie, wächst die Differenzkraft sehr schnell an, wenn eich die Zungen aufeinander zu bewegen, so dad die Annäherung der Zungen mit stetig wachsender Beschleunigung erfolgt» On eijiajri f irri'b:? W ^ "- .; '.' ■: ■ ·; ύ «ΐ · Zm & en much « faster than Λατ ■■,: <A * / y ^ '. in:' · K -.; - ifetfluss ,, so that the latter than Γ ..- "···:; - . ■■ ... - ^ 4 , 3sh-33ä Herd kaim o Under this assumption, the change in the saagpetic forces of attraction (Fig, 7 curve 26) is due exclusively to the approach of the tongues inversely proportional to the change in the stray flux field between the tongue tips, so that curve 26 is essentially parabolic. "The bending forces in each tongue (curve 24) increase linearly with the bending path of the tongue tips.""The difference between the magnetic force and the bending force is the one available in each case Force that can accelerate the tongues at the moment o If it is a tongue with a flat spring characteristic, the differential force increases very quickly when the tongues move towards each other, so that the tongues approach with steadily increasing acceleration »
Dadurch, daß die Biegung der Zungen im wesentlichen auf den Halsteil 17 beschränkt ist und daß sich im wesentlichen nur der Kopfteil 16 bewegt, sprechen die Zungen auf ein Magnetfeld sehr βohne11 an. Da die Masee des Kopfteiles verglichen mit der Masse der gesamten Zunge klein 1st, wird der Kopfteil leicht durch die beim Kontaktechließen und Kontaktöffnen zur Einwirkung kom-By the fact that the bend of the tongues is essentially up the neck portion 17 is limited and that essentially only the head portion 16 moves, the tongues speak on a magnetic field very β without11. Since the Masee of the When the head section is small compared to the mass of the entire tongue, the head section becomes slightly larger than the rest of the tongue Contact closing and contact opening to take effect
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menden Magnet- und BiegsfaSlfte "beschleunigt o -IAb bei einer Zunge von im wesentlichen gleiehfSrmigex» Meke entsprechend den meisten Msherlgen SehtttsrohrküÄtakten eine vergleichbare geringe Irägheit zu evreiohen» müßte die Zunge sehr kurz werden; würde dadurch aber so steif» daß ihre Federkennlinie die l&gnetkraftkurve schneidet, so daß die Zunge dann nicht mehr durch ein magnetisches Betätigungsfeld in die kontaktgebende Stellung gebracht werden kannP Menden magnetic and BiegsfaSlfte "accelerated o -IAb at a tongue of substantially gleiehfSrmigex" Meke corresponding to the most Msherlgen SehtttsrohrküÄtakten a comparable low Irägheit "to evreiohen would very briefly turn the tongue would thereby but so stiff" that its spring characteristic, the l & gnetkraftkurve intersects so that the tongue can then no longer be brought into the contact-making position by a magnetic actuating field P
Der Halsteil 17 einer jeden Zunge verläuft schrägt zum Kopfteil 16 (, um den Eontaktaufprall zu vermindern* wenn die Zungenspitzen einander berühren« Die Tendenz der Kopfteile zurückzuprallen^ manifestiert sich als quer zu den Flachseiten gerichtete Schwingung der Kopf teile*, Da der Halsteil schräg zum Kopfteil verläuftp hat eine solche Schwingung eine erhebliche Komponente in Längsrichtung des Halsteilesο Auch ist der Kopfteil relativ kurz ο Aue diesen Gründen wird die Frequenz einer solchen Zungenschwingung durch Kontaktabprall sehr hoch bei ™The neck part 17 of each tongue runs at an angle to the head part 16 (in order to reduce the contact impact * when the tongue tips touch each other Head part runs p such a vibration has a considerable component in the longitudinal direction of the neck part o The head part is also relatively short ο For these reasons, the frequency of such a tongue vibration due to contact rebound is very high with ™
relativ kleinen Amplituden« Solche hochfrequenten. Schwin« gungen verzehren die Energie sehr schnell» zumal wegen der kleinen Amplitude auch nur eine kleine Energie zu vernichten ist o Aus allen diesen Gründen ist der Auf·» prall bei einem erfindungsgemäßen Schutzrohrkontakt in der Praxis kein Problem, selbst bei den hohen Schließgeschwindigkeiten, die sich bei hohen Schaltfrequenzen ergeben* Λ relatively small amplitudes «Such high frequency. Oscillations "conditions consume energy very quickly" especially because of the small amplitude even a little energy to destroy o For all these reasons the On · "bulging in an inventive reed relay in practice is not a problem, even at the high closing speeds result at high switching frequencies * Λ
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Veretändlioherweise ergeben sich durch die Anordnung, von Anschlag- oder Aufprallstäben, an denen die Zungen mit Vorspannung anliegen, kleine Prallerscheinungen und kleine Kontaktepalte 10 und es wird auch möglich für Schutzrohrkontakte «it hoher Schaltfrequenz, Zungen zu verwenden, die eine kleine Federkonstante haben0 Ohne die Ansohlagstäbe 11 und 11* würde jedes öffnen des Kontaktes su einer lange andauernden niederfrequenten Schwingung hoher Amplitude der relativ leicht beweglichen Zungen führen, was nicht mehr verträglich wäre mit dem zeitlichen Verlauf von schnell aufeinanderfol« genden KontaktSchließungen* Die AnBchlagstäbe führen zu einem Zungenaufprall mit hochfrequenter Schwingung niedriger Amplitude, wie es auch in der erwäWten deutschen Patentschrift 1 279 190 beschrieben ist*Veretändlioherweise result from the arrangement of the stop or impact rods, on which the tongues rest with pretension, small impact phenomena and small contact gaps 10 and it is also possible for protective tube contacts with a high switching frequency to use tongues that have a small spring constant 0 without The contact rods 11 and 11 * would each open the contact would result in a long-lasting, high-amplitude, low-frequency oscillation of the relatively easily movable tongues, which would no longer be compatible with the temporal course of rapidly successive contact closings Low amplitude oscillation, as also described in the aforementioned German patent specification 1 279 190 *
Ba die Zungen beim Schließen des Kontaktes mit erheblicher Kraft aufeinandertreffen, sind die Vorderseiten ihrer Spitzen, d« ho ihre Kontaktflächen 18, mit einem Wolframüberzug versehen« Die Härte dieser Wolframüberzüge führt zu einer hohen mechanischen Verschleißfestigkeit und verhindert, daß die Zungenspitzen aneinander haften bleiben durch Xaltverschweißung oder mechanische Reibung-. Wegen des geringen Stromflusses zwischen den Kontaktflächen 18 beim Schließen und Öffnen und wegen des nachfolgend noch zu erläuternden Hilfskontaktes neigen diese Kontaktflächen vor allem wegen der hohenBa, the tongues when the contact closes meet with considerable force, the front sides of their tips, d "h o their contact surfaces 18, provided with a tungsten coating," The hardness of this tungsten coating leads to high mechanical wear resistance and prevents the tongue tips adhere to each other remain by cold welding or mechanical friction. Because of the low current flow between the contact surfaces 18 when closing and opening and because of the auxiliary contact to be explained below, these contact surfaces tend primarily because of the high
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Schmelztemperatur von wolfram nicht zur V©rschweißung> Wegen der sauerstoffreien Umgebung der Wolframkontakt© flächen 18 des erfindungsgemäßen Kontaktes kommt es auch zu keiner Oxydation, so daß der Kontaktwiderstanä während der lebensdauer des Schutzrohrkontaktes klein bleibt: und sich nicht erhöht, wie es bei in der Luft arbeitenden Kontakten der Pail ist»Melting temperature of tungsten not for welding> Because of the oxygen-free environment, the tungsten contact © surfaces 18 of the contact according to the invention also occur to no oxidation, so that the contact resistance during the service life of the protective tube contact remains short: and does not increase, as is the case with people working in the air Contacts of the Pail is »
Auf der Zunge 6s muß als Gegenstück zum Steg 13 des |On the tongue 6 s must as a counterpart to the web 13 of the |
Hilfskontaktes 12 aus nachfolgend noch zu erläuternden Gründen auch eine Wolframkontaktflache 23 vorgesehen sein, Diese Wolframkontaktfläche 23 kann eine Fortsetzung der wolframbeschichteten Kontaktfläche 18 an der Spitze der Zunge sein (3?ige 3 und 4)»Auxiliary contact 12 can also be provided with a tungsten contact surface 23 for reasons to be explained below. This tungsten contact surface 23 can be a continuation of the tungsten-coated contact surface 18 at the tip of the tongue (3? Ig e 3 and 4) »
Die Zungen 6 und 6' müssen in Öffnungsrichtung eine bestimmte Vorspannung haben, durch die sie normalerweise am Anschlagstab gehalten werden0 Die Schutzrohrkontakte * mit den Zungen 6„ 6°, den Asischlagstäben 11, 11β und den Anschlußstiften 89 8fl werden notwendigerweise au be« stimmten Zeitpunkten bei der Herstellung einer erheblichen Erwärmung unterworfen. Wenn bei der letzten Stufe des Schutzrohrkontaktzusammenbaues die Enden des Schutzrohres an die Anschlußstifte 8 und 8' angeschmolzen werden, ist eine gewisse Erwärmung der Zungen nicht vermeidbar» Eine Erhitzung der Zungen ist allerdingsThe tongues 6 and 6 'have in the opening direction a certain bias voltage have through which they are normally held at the stop bar 0 The protective pipe contacts * be fi with the tongues 6 "6 °, the Asischlagstäben 11, β 11 and the terminal pins 8 9 8 necessarily au subject to considerable warming at certain points in time during manufacture. If the ends of the protective tube are melted to the connecting pins 8 and 8 'during the last stage of the protective tube contact assembly, a certain heating of the tongues cannot be avoided. However, heating of the tongues is
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auch erwünscht, um diese zu entgasen und sicherzustellen, daß die Zungen keine Gase abgeben, die das Hochvacuum des Schutzrohres beeinträchtigen könnten.also desirable in order to degas them and to ensure that the tongues do not give off any gases that cause the high vacuum of the protective tube.
Falls man aber mono-metalliache Zungen länger auf NormalglUhtemperatur oder darüber erwärmt, geht die gegen den Anschlagstab gerichtete Torspannung verloren.But if you keep mono-metallic tongues open longer Normal glow temperature or above, the gate tension directed against the stop bar is lost.
Bimetallische Zungen können dagegen durch Erwärmung eine erwünschte Vorspannung erhalten. Es wurden jetzt zwei Metalle gefunden, deren Eigenschaften sich in bemerkenswerter Welse ergänzen und sie so zusammenarbeiten, daß besonders vorteilhafte Bimetallzungen entstehen. Das eine Metall, das unter den Warennamen "Therlo", wKovarw und "Rodar" gehandelt wird und nachfolgend generell als "Zegleruog V beneiobüet werden soll, besteht aus:Bimetallic tongues, on the other hand, can be given a desired pretension by heating. Two metals have now been found whose properties complement each other in a remarkable way and they work together in such a way that particularly advantageous bimetal tongues are produced. The one metal, which is traded under the trade names "Therlo", w Kovar w and "Rodar" and is to be generally referred to below as "Zegleruog V ", consists of:
28,5 bis 29,5 £ Nickel)28.5 to 29.5 pounds nickel)
16,5 bis 17,5 * 16.5 to 17.5 * Kobalt! ^^^ κ Cobalt! ^^^ κ
max. 0,5 1P max. 0.5 1 P Mangan/Manganese/
Das andere Metall, das auch unter dem Warennamen "Niromet 42" gehandelt wird, besteht aus:The other metal, which is also traded under the trade name "Niromet 42", consists of:
40,5 bis 41,5 5* Nickel Ί40.5 to 41.5 5 * nickel Ί
max. 0,02 # Kohlenstoff!max. 0.02 # carbon!
max. 0,25 # Silizium jmax. 0.25 # silicon j
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Sie se beiden Legierungen * die nachfolgend und in FIg0 6 mit Legierung K und Legierung H bezeichnet «erden t haben eine hohe magiietlsöße Istaktien und eine geringe Remanenz 9 so SsB sie besondere gut als Leglerungskombination in einem Schutzrohrkontakt geeignet Bind«, Sie haben für diesen £w@ck auch ausreichende feder» eigenschaften® Die besondere Brauchbarkeit dieses speziellen Legierungepaares für die Elemente eines bimetallischen Schutzrohrkontaktes basiert jedoch auf der thermischen Ausdehnung» Bis Kursen der Figo 6 sseigen für die beiden genannten Legierungen und für Wolfram die lineare Ausdehnung bei steigenden Temperaturen.You se two alloys * denoting below and in Figure 0 6 alloy K and alloy H "have ground t high magiietlsöße Istaktien and low remanence 9 they SSB Bind particular well suited as Leglerungskombination in a reed relay," do you have for this £ w @ ck also sufficient spring properties® The particular usefulness of this special alloy pair for the elements of a bimetallic protective tube contact is based on the thermal expansion.
In einem Temperaturhsreieh won Raumtemperatur bis etwa 320° C haben die swei beschriebenen Legierungen sahesu .In a Temperaturhsreieh won room temperature to about 320 ° C the alloys described have SWEi sahesu.
gleiche lineare thermische Ausdehnungskoeffizient®ώ9 : same coefficient of linear thermal expansion®ώ 9 :
.so daß eine aus diesen Metallen hergestellt© teig® itee.so that one made of these metals © teig® itee
Vorspannung selbst b©i des größten zu erwartenden |Pretension itself a © i the greatest expected |
Schwankungen der Umgebungstemperatur, in üenen @in .Fluctuations in ambient temperature, in üenen @in.
Schutzrohrkon^alcfe arbeiten wird, nicht äadsrto Des weiteren ist innerhalb dieses Temperaturbereiches die Ausdehnung der Legierungen nahezu die gleich© wie die von Wolfram9 so daß die Spitzen von Bimetallzungen aus diesen Legierungen an der Eontaktfläche 18 mit einer Wolframbeschichtung versehen werden können, ohneProtective tube con ^ alcfe will work, not äadsrt o Furthermore, within this temperature range, the expansion of the alloys is almost the same as that of tungsten 9 so that the tips of bimetallic tongues made of these alloys can be provided with a tungsten coating on the contact surface 18 without
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befürchten zu müssen, daß die Wolframbeechichtung bei Temperaturschwankungen die Zungenkopfteile verbiegt und die Vorspannung ändert.to have to fear that the tungsten coating at Temperature fluctuations bend the tongue head parts and change the preload.
Wie aus Figo 6 erkennbar, verlaufen die Ausdehnunge-Temperaturkurven dieser zwei Legierungen in dem zuvor erwähnten Temperaturbereich im wesentlichen linear. Bei etwa 320° C knickt jedoch die Ausdehnungskurve von Legierung Ef entsprechend einer höheren Ausdehnung nach oben ab, um d$nn oberhalb von 370° C wieder linear zu werden bei einer größeren Steigung als in dem Anfangsbereich unter 320° C0 Die entsprechende Kurve für Legierung K verläuft weiterhin im wesentlichen linear bis zu einem Be^reich von 400° C, um dann stetig steiler und oberhalb von 450° 0 wieder linear und parallel zum oberen Kurventeil von Legierung EF zu werden«As can be seen from FIG. 6, the expansion-temperature curves of these two alloys are essentially linear in the aforementioned temperature range. At about 320 ° C, however, the expansion curve of alloy Ef corresponding to a higher extent of bends upward to d $ nn above to become linear again of 370 ° C at a greater pitch than in the initial region of below 320 ° C 0 The corresponding curve for Alloy K continues to run essentially linearly up to a range of 400 ° C, then becomes steadily steeper and above 450 ° 0 again linear and parallel to the upper part of the curve of alloy EF «
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden zur Herstellung von Bimetallzungen Elemente aus Legierung H und Legierung K miteinander verbunden und dann auf die gewünschte Dicke zu einem Band ausgewalzt, aus dem sich die Zungen ausstanzen lassenο Die einzelnen Zungen werden so befestigte daß die Legierung V. -Schicht zum Anschlagstab zeigt und dort mit einer Vorspannung anliegt, die erheblich größer ist als die im fertigen Schutzrohrkontakt erwünschte Vor» spannungο Die Zungenanordnung wird dann auf eine TemperaturB According to the present invention, elements of alloy H and alloy K are connected to one another for the production of bimetal tongues and then rolled out to the desired thickness to form a strip from which the tongues can be punched o The individual tongues are fastened so that the alloy V. layer for The stop rod shows and is applied there with a pre-tension that is considerably greater than the pre-tension desired in the finished protective tube contact ο The tongue arrangement is then set to a temperature B
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ale erheblich über 450° O „" vorzugsweise bei 760° C öder höher liegt, erwärmteale well above 450 ° O "" preferably at 760 ° C or higher, warmed
Die maximale Erwännungetemperatur igt nicht kritisch,, solange die Zunge nicht so v/arm wird, daß sie keine Verformungskräfte mehr aufnehmen kann0 Die Zeit, die die Zunge auf maximaler Temperatur gehalten wird, ist eben·= falls nicht kritische Vorzugsweise erfolgt jedooh die Erwärmung im Hochvaeuum bei so hoher Temperatur und für eine so lange Zeit, daß es zu einer ausreichenden Entgasung kommtβ The maximum Erwännungetemperatur igt not critical ,, as long as the tongue / is not poor so v that it can no longer absorb deformation forces 0 Time held his tongue at maximum temperature, just · = if not critical Preferably, jedooh heating in the high volume at such a high temperature and for such a long time that there is sufficient degassing β
Wenn die Temperatur der Zunge von 320° C auf 430° G ansteigt9dehiQt sich dl© IiSgiearang: 3Ϊ an der Zungenrückseite schneller aus als dio Ütagieneag K9 g® äaS ei» Seil der anfänglichen Vorspannung, mit der die Zunge gegen den Anschlagatab gedrückt wurde, beseitigt wirdo Bei weiterer Steigerung der Temperatur auf den Maximalwert wird die Zunge vollständig spannungsfrei und bleibt gWhen the temperature of the tongue of 320 ° C to 430 ° G rises 9, dl © IiSgiearang dehiQt: 3Ϊ on the tongue back faster than dio Ütagieneag K 9 G® AEAs ei "rope of the initial bias voltage, with which press the tongue against the Anschlagatab o If the temperature is increased further to the maximum value, the tongue is completely free of tension and remains g
dann am Anschlagstab liegen, ohne an diesem eine Vorspannkraft auszuüben. then lie on the stop rod without exerting a pretensioning force on it.
Wenn die Zunge von der Maximaltemperatur auf etwa 430° C abgekühlt wird, entsteht in der Zunge keine Spannung, da die zwei Metalle, aus denen sie hergestellt 1st, sich gleichechnell wieder zusammenziehenβ Bei 430° C undWhen the tongue is cooled from the maximum temperature to about 430 ° C, there is no tension in the tongue, since the two metals from which it is made contract again in the same way β at 430 ° C and
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darunter kann die Zunge erhetliohe Spannungen ertragene In dem Bereich von 430° O bis, 320° O zieht sich die Legierung N schneller zusammen als die Legierung K5 daß die Zunge durch Bimetallwirkung gegen den Anschlagstab mit einer Vorspannung gedrückt wird, Ue sich mit den relativen Dicken der zwei dan Bimetall bildenden Legierungen genau bestimmen läßt«, Ba sich die zwei Metalle bei Temperaturen von 320° G und darunter gleich stark ausdehnen und zusammenziehen, bleibt die Vorspannung bei allen Temperaturen zwischen 320° O und Raumtemperatur konstant.including the tongue erhetliohe voltages can endured in the range of 430 ° E to 320 ° E, the alloy N shrinks faster than the alloy K 5 that the tongue is pressed by bimetal against the stop bar with a bias voltage Ue is relative to the Thicknesses of the two alloys that form bimetal can be precisely determined. If the two metals expand and contract equally at temperatures of 320 ° G and below, the preload remains constant at all temperatures between 320 ° O and room temperature.
Es wurde schon erwähnt, daß die Zungen anfänglich am Ansohlagstab mit erheblich vergrößerter Vorspannung befestigt werden müssen, damit sich die Spitzender Zungen nicht bei der bimetallischen Durchbiegung im Temperaturbereich von 320° C bis 430° C vom Anschlagstab abheben*Wenn die Zungenspitze wegen zu kleiner anfänglicher Vorspannung sich vom Anschlagstab abheben konnte, wäre die im Endzustand vorhandene Vorspannung der Zunge Undefiniert, da sie zum Teil von dem unbekannten Abstand zwischen der Zungenspitze und dem Anschlagstab bei Temperaturen oberhalb von 430° C abhängt. Sofern die anfängliche Vorspannung nur groß genug gewählt wird, ist *ie nicht kritisch, da die im Endzustand vorhandene Vorspannung der Zunge lediglich eine Funktion der bimetallischen Durchbiegung ist,.It has already been mentioned that the tongues on the soling rod initially have a considerably increased pretension must be attached so that the tips of the tongues do not move in the bimetallic deflection Lift the temperature range from 320 ° C to 430 ° C from the stop rod * If the tongue tip is too small because of it The initial pre-tension could lift off the stop rod, would be the pre-tension existing in the final state of the tongue undefined as it is partly due to the unknown distance between the tip of the tongue and the Stop rod at temperatures above 430 ° C depends. Unless the initial preload is just great If enough is chosen, it is not critical, since the pretensioning of the tongue in the final state is only one The function of the bimetallic deflection is.
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Verständlichereise können d .e erfindungsgemäßen bimetallischen Zungen nicht nur aus den definierten Legierungen N und K hergestellt werden« Auf alle Fälle muß aber eines der die Zunge bi7.denden Metalle magnetisch permeabel sein,, Außerdem müssen die linearen thermischen Ausdehnungen der zwei Metalle bis au einer "bestimmten Temperatur einander ähnlich sein, wobei diese Temperatur in einem Bereich liegt, in dem beide Metalle Spannungen aufnehmen können«, Außerdem ä Understandably, the bimetallic tongues according to the invention can not only be produced from the defined alloys N and K. In any case, one of the metals forming the tongue must be magnetically permeable "certain temperature be similar to each other, which temperature is in a range which can absorb stresses in the both metals," etc. in addition,
müssen die thermischen Ausdehnungen der zwei Metalle in einem Bereich, der oberhalb der vorerwähnten SJempe» ratur liegt, verschieden sein, wobei dann das Metall, das in diesem Bereich die größere lineare Ausdehnung hat, dem Anschlagstab benachbart ansuordnen istο Beispielsweise entsteht eine noch recht gut brauchbare Zunge gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn man einen Streifen aus Legierung H auf der einen Seite in gesamter Länge mit einem Wolframüberzug versieht, der die Zungenvorderseite bildet, da Wolfram die geringere "need the thermal expansions of the two metals in an area that is above the aforementioned SJempe » rature is different, in which case the metal that has the greater linear expansion in this area has to be arranged next to the stop rod Tongue according to the present invention when one has a strip of alloy H on one side in its entirety Length with a tungsten coating, which forms the front of the tongue, since tungsten is the smaller "
lineare thermische Ausdeutung im hohen Temperatur» bereich hat«linear thermal interpretation in high temperature » area has «
Während die Schaltgeechwindigkeit des erfindungegemäßen Schutzrohrkontakteβ in erheblichem Maße von der Vorspannung abhängt, mit der die Zungen 6 und 6* an den Anschlagstäben 11 und 11· anliegenp ist die VA-BelastbarkeitWhile the switching speed of the protective tube contacts according to the invention depends to a considerable extent on the prestress with which the tongues 6 and 6 * rest on the stop rods 11 and 11 · p is the VA load capacity
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des Schutzrohrkontaktes in erster Linie vom Hilfskontakt 12 der Zunge 6 abhängig,, Der Hilfskontakt 12 hat aber auch noch andere wichtige Funktionen zu erfüllen«, of the protective tube contact primarily from the auxiliary contact 12 of the tongue 6 dependent, the auxiliary contact 12 but also has other important functions to fulfill «,
Der Hilfskontakt sollte ausreichend federnd sein und ein geringes Gewicht haben, um die Hasse der ihn tragenden Zunge 6 nicht wesentlich eu vergrößern. Diese Erfordernisse erfüllt besonders gut ein Molybdändraht, der auch noch andere, nachfolgend beschriebene, etfar wichtige Vorteile Alt sich bringt.The auxiliary contact should be sufficiently resilient and light in weight so as not to significantly increase the hatred of the tongue 6 that carries it. These requirements are met particularly well by a molybdenum wire , which also has other important advantages described below.
Der aus Molybdändraht bestehende Hilfskontakt 12 wird zu einem langgestreckten U verformt, dessen Außenschenkel 19 nach innen wieder zurückgebogen sind, so daß Bogen 20 und koplanare Haltesohenkel 21 entstehen, welche von den Enden des Drahtes gebildet werden0 Diese Halteschenkel 21 liegen flach auf der Torderseite des Köpfteiles 16 der Zunge 6, wo sie angeschweißt oder in sonstiger Weise befestigt sind. Wegen der Abkröpfungen 22 in den Außenschenkeln 19 des Hilfskontaktes liegen die Halteschenkel 21 und die Bogen 20 etwas vor der Ebene der übrigen Helle der Schenkel 19· Die Schenkeltelle zwischen den Abkröpfungen 22 und dem Jochteil 27 des Hilfskontaktes bilden einen Pederarmj, der die Rückseite des Kopfteiles 16 der Zunge überdeckenThe auxiliary contact 12 made of molybdenum wire is deformed into an elongated U, the outer legs 19 of which are bent back inward again, so that arches 20 and coplanar retaining lugs 21 are formed, which are formed by the ends of the wire 0 These retaining legs 21 lie flat on the front side of the Head part 16 of the tongue 6, where they are welded or otherwise attached. Because of the bends 22 in the outer legs 19 of the auxiliary contact, the holding legs 21 and the arches 20 are slightly in front of the level of the rest of the lightness of the legs 19 The leg points between the bends 22 and the yoke part 27 of the auxiliary contact form a peder arm, which forms the back of the head part 16 cover the tongue
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und normalerweise dort mit Vorspannung anliegen«. Am Jochteil 27 ist der Abstand zwischen den Außenschenkeln 19 des Hilfskontaktes erheblich kleiner als die Breite der Zunge*. Zum Halsteil 17 hin divergieren die Schenkel 19 jedoch erheblich und ragen dann seitlich über die Zunge hinaus0 and normally lie there with pretension «. On the yoke part 27, the distance between the outer legs 19 of the auxiliary contact is considerably smaller than the width of the tongue *. Towards the neck part 17, however, the legs 19 diverge considerably and then protrude laterally beyond the tongue 0
Der Jochteil 27 des Hilfskoutaktes liegt rechtwinklig umgebogen außen vor der Spitze der Zunge β und trägtThe yoke part 27 of the auxiliary contact is at right angles bent over outside in front of the tip of the tongue β and carries
den Kontaktsteg 13o Der Jochteil 27 überragt auch * the contact web 13o the yoke part 27 also protrudes *
noch die Vorderseite der Zunge§ so daß in der normalen Öffnungsstellung des Schutzrohrkontakt©s der Abstand zwischen dem Steg 13 und der Zunge 6e geringer ist als der Abstand zwischen den eigentlichen Zungenοyet the front of the Zunge§ so that in the normal open position of the reed relay s © the distance between the web 13 and the tongue 6 e is less than the distance between the actual Zungenο
Wenn die Zungen sich unter dem Einfluß eines Magnetfeldes aufeinander zu bewegen, beaufschlagt der Kontaktsteg 13 des Hilfskontaktes die Kontaktfläche 23 der Zunge 6% bevor die Kontaktflächen 18 der eigentlichen Zungen miteinander in Berührung kommen< > Wegen der nach vorn i gerichteten Vorspannung des Hilfskontaktes 12 gegen die Zunge 6 wird die beim Schließen des Kontaktes zu überwindende Kraft größer, wenn der Hilfskontakt 12 die Zunge 6' berührto Wenn der Hilfskontakt 12 die Zunge 6* berührt, wirkt er also der an den Zungen angreifenden magnetischen Anziehung federnd entgegenWhen the tongues move towards each other under the influence of a magnetic field, the contact web 13 of the auxiliary contact acts on the contact surface 23 of the tongue 6% before the contact surfaces 18 of the actual tongues come into contact with one another the tongue 6, the force to be overcome when closing the contact is greater when the auxiliary contact 12 touches the tongue 6 ' o When the auxiliary contact 12 touches the tongue 6 *, it thus acts resiliently against the magnetic attraction acting on the tongues
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entsprechend der Biegungskraft der Zunge 6 und der Biegungskraft des Hilfsfccηtaktes 12· Figo 7 zeigt die Biegekräfte der Zunge in der Kurve 24 und die zusätzlichen Biegekräfte dee Hilfskontaktes in der Kurve 25. Es ist ersichtlich, daß die abgetreppte Kurve 24» 25 der kombinierten Biegekräfte besser der die in kontaktschließender Richtung wirkenden Magnetkräfte wiedergebenden Kurve 26 folgt*according to the bending force of the tongue 6 and the Bending force of the auxiliary function 12 · Figo 7 shows the Bending forces of the tongue in curve 24 and the additional bending forces of the auxiliary contact in curve 25. It can be seen that the stepped curve 24 »25 of the combined bending forces better follows curve 26, which reflects the magnetic forces acting in the contact-closing direction *
Wenn sich die Zungen einander unter dem Einfluß eines Magnetfeldes nähern, kommt es gleich bei Beginn ihrer Bewegung zu einer starken Beschleunigung, Daher haben die Zungen ein erhebliches Moment, wenn der Hilfskontakt die Zunge 6* beaufschlagt» Auch ist die Magnetkraft an den Zungen zu diesem Zeitpunkt sehr groß gegenüber den der Magnetkraft entgegenwirkenden Biegungskräften ο Da der Hilfskontakt eine nach vorn gerichtete Vorspannung hat, unterdrücken die Trägheits- und Hagnetkräfte zusammen nahezu vollständig den Aufpralleffekt zwischen dem Hilfskontakt und der Zunge 6*. Die geringen Schwingungen, die unmittelbar nach dem Aufprall des Hilfekontakteβ auf die Zunge 6B auftreten, habe eine sehr hohe Frequenz und eine kleine Amplitude wegen der schnell wachsenden Anpreßkraft zwischen Hilfskontakt und Zunge, so daß dies® Schwingungen sehr schnell abklingen*When the tongues approach one another under the influence of a magnetic field, there is a strong acceleration right at the beginning of their movement. Therefore, the tongues have a considerable moment when the auxiliary contact acts on the tongue 6 * Time very large compared to the bending forces counteracting the magnetic force ο Since the auxiliary contact has a forward bias, the inertia and magnetic forces together almost completely suppress the impact between the auxiliary contact and the tongue 6 *. The small vibrations that occur immediately after the impact of the auxiliary contact β on the tongue 6 B have a very high frequency and a small amplitude because of the rapidly growing contact pressure between the auxiliary contact and tongue, so that these vibrations die away very quickly *
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Iaehdem der Hilfekontakt 12 die Zunge 6* berührte bewege* sich die Kopfteile der zwei Zungen sehr schnell aufeinander zu, wobei die sich dieser konvergierenden Bewegung entgegenstellende Gesamtfederkraft nicht so schnell wächst wie die die Zungen zueinander zienenae Magnetkraft (3?ig„ 7)· Aus all diesen Gründen neigen die Kopfteile der Zungen nur sehr wenig zu A^pralieffekten bei der Kontaktgabe» Aber auch wenn die Kopf» teile zurückprallen würden, bliebe der Schutzrohrkontakt g geschlossen, da der Hilfskontakt gegen die Zunge 6fi mit einer Kraft drückt, Sie im wesentlichen gleich der Vorspannung ist 9 mit der er normalerweise die Zunge 6 beaufschlagt.Even as the help contact 12 touched the tongue 6 * the head parts of the two tongues move very quickly towards one another, whereby the total spring force opposing this converging movement does not grow as quickly as the magnetic force that the tongues draw towards one another (3? Ig. 7) For all these reasons, the head parts of the tongues tend to have very little impact when making contact. But even if the head parts would rebound, the protective tube contact g would remain closed, since the auxiliary contact presses against the tongue 6 fi with a force, you im essentially the same as the preload 9 with which it normally acts on the tongue 6.
Die stärkste Biegung am Hilfskontakt erfolgt in dem Bogenteil 20 nahe neben dem Halsteil 17 der Zunge0 Daher neigen der Kontaktsteg 13 des Hilfekontaktes und der Kopfteil 16 der Zunge 6 zu Schwingungen umThe strongest bend at the auxiliary contact takes place in the curved part 20 close to the neck part 17 of the tongue 0. Therefore, the contact web 13 of the auxiliary contact and the head part 16 of the tongue 6 tend to vibrate
einen gemeinsamen Schwingungsmittelpunkt, so daß der "a common center of oscillation, so that the "
Steg 13t naphdem er einmal die zugehörige Kontaktfläche 23 beaufschlagt bat9 praktisch nicht auf dieser Fläche schleifen kann, selbst wenn der Kopfteil der Zunge 6 weiterhin schwingteWeb 13t once it has acted on the associated contact surface 23, bat 9 practically cannot grind on this surface, even if the head part of the tongue 6 continued to vibrate
Wenn der erfindungegemäße Schutzrohrkontakt vollständig geschlossen ist, erzeugen die Kontakte der zwei Zungen,When the protection tube contact according to the invention is complete is closed, the contacts of the two tongues produce
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d.h. die Wolframkontaktflachen 18 einen zweiten Strom-, pfad, der zusammen mit den Kontaktflächen 13 und 23 des Hilfekontakteβ und der Zunge 6* dem erfindungsgemäßen Schutzrohrkontakt einen relativ kleinen Cteeamtwiderstand gibt, so daß der Schutzrohrkontakt sowohl für Niederspannungsbetrieb als auch für Hochleistungsschaltungen geeignet 1st. ie the tungsten contact surfaces 18 a second current path, which together with the contact surfaces 13 and 23 of the Hilfekontakteβ and the tongue 6 * gives the protective tube contact according to the invention a relatively small Cteeamt resistance, so that the protective tube contact is suitable for both low-voltage operation and high-performance circuits.
Obewar der Hilfekontakt 12 sehr wichtig fUr die Verhinderung von Abpralleffekten und für die Erzeugung eines geringen Gesamtwiderstandes am geschlossenen Schutzrohrkontakt ist, hat er vielleicht noch wichtigere Aufgaben bei der Schalteröffnung zu erfülleno Although the help contact 12 is very important for preventing rebound effects and for generating a low overall resistance at the closed protective tube contact, it may have even more important tasks to perform when opening the switch or the like
Wie erwähnt, haben die Zungen des erfindungsgemäßen Schutzrohrkontaktes eine sehr flache und relativ schwache Federkennlinie, so daß sie sofort und schnell auf ein schnell entstehendes Magnetfeld ansprechen. Schutzrohrkontakte in Stromkreisen mit großer Leistung neigen beim öffnen zum Kleben· Dies ist, auch wenn die Kontakte einen hohen Schmelzpunkt haben und im Hochvacuum arbeite^ ein schwer zu lösendes Problem, da Zungen mit geringer Steifigkeit allein keine ausreichende Kontakttrcnnkraft aumiben können, um einen 3trorckrela mit großer Ijpißtimg j?u Unterbrecher», Bf i dom exfiru unßößf^m-en L-chutzrohrK >nta>rt wird ein Kleben durch den Hilfnl ontn? ■ iAs mentioned, the tongues of the protective tube contact according to the invention have a very flat and relatively weak spring characteristic, so that they respond immediately and quickly to a rapidly developing magnetic field. Protective tube contacts in circuits with high power tend to stick when opened.This is a problem that is difficult to solve even if the contacts have a high melting point and work in a high vacuum, since tongues with low stiffness alone cannot rub sufficient contact breaking force in order to connect a relay large Ijpißimg j? u interrupter », Bf i dom exfiru unßößf ^ m-en L-chutzrohrK>nta> rt is gluing through the auxiliary nl ontn? ■ i
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
Beim Abbau eines betätigenden Magnetfeldes führt.die Trennung der Zungenspitzen des Sehutzrohrkontaktes zu einer Vergrößerung des Gesamtwiderstandesj so daß- . an den Kontaktflächen 18 eine gewisse Potentialdifferenz auftritt« Der Schutzrohrkontakt bleibt jedoch noch wirksam geschlossen, weil der Hilfskontakt 12 an der Zunge 6* anliegt. Aus diesem Grunde ist die elektrostatische Anziehung zwischen den Kontaktflächen 18 vernachlässigbar klein und kann nicht die schnelle Kontakttrennung stören0 iWhen an actuating magnetic field is removed, the separation of the tongue tips of the protective tube contact leads to an increase in the total resistance so that. A certain potential difference occurs at the contact surfaces 18. However, the protective tube contact still remains effectively closed because the auxiliary contact 12 is applied to the tongue 6 *. For this reason, the electrostatic attraction between the contact surfaces 18 is negligibly small and cannot interfere with the rapid separation of contacts 0 i
Wenn die Zunge 6 sich zum Anschlagstab 11 zurückbewegt 9 erreicht sie eine hohe Geschwindigkeit, da sie durch eigene Biegungskraft und Vorspannung des Hilfskontaktes beschleunigt wird. Wenn die Zunge 6 wieder die Schenkel des Hilfskontaktes 12 berührt;bei sie ein sehr großes Moment s so daß sie im wahrsten Sinne des Wortes den Hilfskontakt 12 von der Zunge 6· fortschlägt undWhen the tongue 6 moves back to the stop rod 11 9 it reaches a high speed, as it is accelerated by their own flexure force and preload of the auxiliary contact. When the tongue 6 again touches the limbs of the auxiliary contact 12, it has a very large moment s so that it literally strikes the auxiliary contact 12 away from the tongue 6 and
der Klebe-Tendenz der Kontaktflächen 13 und 23 ent·» λ the adhesive tendency of the contact surfaces 13 and 23 ent · "λ
gegenwirktα Durch diese abrupte kräftige Kontakttrennung bei der Schalteröffnung kann der erfindungsgemäße Schutzrohrkontakt Spannungen in der Größenordnung von 3000 V bei 0,5 A selbst bei Spannungsspitzen bis zu etwa 15 000 V unterbrechen.counteracts α by this abrupt strong contact separation when opening the switch, the inventive Protective tube contact Voltages in the order of magnitude of 3000 V at 0.5 A even with voltage peaks up to approx Interrupt 15 000 V.
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Der normalerweise zu unterbrechende Strom bestimmt die zu erwartende Lebensdauer dee Schutzrohrkontaktes. Es hat sich erwiesen, daß der erfindungsgemäße Schutzrohrkontakt eine erheblich längere Lebensdauer hat als bisherige Schutarohrkontakte, selbst wenn Ströme in der Größenordnung von 5 A zu unterbrechen sind,, Bei 0,5 A Gleichstrom war ein erfindungsgemäßer Schutzrohr kontakt noch brauchbar nach mehr als 200 Millionen Betätigungen· Bei geringeren Strömen erhöht sioh die Lebensdauer etwa linear umgekehrt zur Größe des Stromes. The current that is normally to be interrupted determines the expected service life of the protective tube contact. It has been shown that the protective tube contact according to the invention has a significantly longer service life than previous Schutarohrkontakte, even if currents in the order of 5 A are to be interrupted, at 0.5 A direct current, a protective tube contact according to the invention was still usable after more than 200 million Actuations · With lower currents, the service life increases approximately linearly inversely to the magnitude of the current.
Sie große Lebensdauer bedingen Tor allem die speziellen Metalle der Kontaktflächen 13 und 23. Wie vorerwähnt, ist der Kontaktsteg 13 ein fester Bestandteil des Hilfskontaktes, der aus einem einteiligen Stück Molybdän draht besteht und mit der Wolframkontaktfläche 23 der Zunge 6* zusammenarbeitet. The special metals of the contact surfaces 13 and 23. As mentioned above, the contact web 13 is an integral part of the auxiliary contact, which consists of a one-piece piece of molybdenum wire and cooperates with the tungsten contact surface 23 of the tongue 6 *.
Wenn beide Kontaktflächen 13 und 23 aus Wolfram bestehen und im Hochvacuum arbeiten, öffnen sie funkenfrei und ohne Lichtbogenbildung:, doch wird beim Kontaktöffnen eine gewisse Menge Wolfram vom positiven Kontakt zum negativen Kontakt Übertragen. Dieser Material transport zum negativen Kontakt ist das sogenannte Niederspannungsphänomen bei der lichtbogenfreien und funkenfreien Trennung von tjfcromfUhrentlen Schalterkontakten. Dor If both contact surfaces 13 and 23 are made of tungsten and work in a high vacuum , they open spark-free and without arcing: but when the contact opens, a certain amount of tungsten is transferred from the positive contact to the negative contact. This material transport to the negative contact is the so-called low-voltage phenomenon in the arc-free and spark-free separation of tjfcromfUhrentlen switch contacts. Dor
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Grund hierfür ist recht gut bekannte Wenn sich zwei Kontakte lichtbogenfrei trennen, steigt zunächst der Übergangswiderstand sehr schnell an, während der Eontalrfc-; druck kleiner wird· Wenn der Kontaktdruck zu Null wird, berühren sich die Kontakte an einer unendlich kleinen Fläche, über die der gesamte Strom des Kreises fließen muß. Die dann im Kontaktmaterial gespeicherte Energie erwärmt in diesem sehr eng begrenzten Raum das Kontaktmetall über den Schmelzpunkt hinaus, so hoch dieser Schmelzpunkt auch liegen mag. Die auf diese Weise "The reason for this is well known. When two contacts separate without arcing, the first rises Contact resistance increases very quickly, during the Eontalrfc-; pressure becomes smaller When the contact pressure becomes zero, the contacts touch on an infinitely small area over which the entire current of the circle flows got to. The energy then stored in the contact material In this very narrowly limited space, the contact metal heats up above the melting point, which is so high Melting point may also be. That way "
geschmolzenen Metallpartikel werden für einen kurzen Augenblick durch Oberflächenspannung in ihrer Lage gehalten und überbrücken dann die sich trennenden Kontakte· Wenn die Kontakte dann aber weiter auseinander gehen, bricht die Oberflächenspannung zusammen und die Metallpartikel fallen eu den Kontakten zurück. Da der positive Kontakt heißer wird als der negative, sammelt eich der größte feil des geschmolzenen Metalls am negativenmolten metal particles are used for a short time Momentarily held in their position by surface tension and then bridge the separating contacts But if the contacts then diverge further, The surface tension collapses and the metal particles eu fall behind the contacts. Because the positive If the contact is hotter than the negative, the largest part of the molten metal is collected on the negative
Kontakt an«. Wenn auch die Metallmenge, die bei jedem g Contact to «. Even if the amount of metal used in each g
Öffnungsvorgang in dieser Weise übertragen wird, relativ klein Istj ändert sie sich doch mehr oder weniger unmittelbar proportional zur Größe des geschalteten Stromes»Opening process is transmitted in this way, relatively klein istj it changes more or less immediately proportional to the size of the switched current »
S.S.
Wenn der erilnduugsgemäüe Scheiter in einem Gleichstromkreis liegt oder in einem anderen Stromkreiss in dem derWhen the erilnduugsgemäüe stake is located in a DC circuit or in a circuit in which the s
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i: Γ Sc* ii i ι ν 1· i: Γ Sc * ii i ι ν 1
Strom bei Schalteröffnung stets in gleicher Richtung fließt, sollte der Schutzrohrkontakt so angeschlossen werden, daß bei der Sohalteröffnung sein Anschluß 9 poeitiv und sein Anschluß 9* negativ ißt, d.h. die Molybdänkontaktfläche 13 positiv und die Wolframkontaktflache 23 negativ ist« Wenn diese Kontakte öffnenP wird zunächst Molybdän von der Eontaktfläche 13 aufgrund des üblichen Niederspannungsphänomens zur Wolframkontaktfläche 23 übertragene, Wenn die Kontakte dann weiter auseinandergehen, erreicht die aus geschmolzenem Molybdän bestehende Brücke zwischen den zwei Kontakten den Zusammenbruchpunkt und es entsteht an den Kontakten eine Spannungsdifferenz. Durch diese Spannungsdifferenz gibt das geschmolzene Molybdän auf den negativen Kontakt einen Elektronenüberschuß ab, der diese StelleCurrent at switch port always flows in the same direction, the reed contact should be connected so that poeitiv and its terminal 9 * negative eats at the Sohalteröffnung its terminal 9, the molybdenum contact surface 13 that is positive and the tungsten contact surface 23 is negative "If these contacts open P Molybdenum initially transferred from the contact surface 13 to the tungsten contact surface 23 due to the usual low-voltage phenomenon.If the contacts then diverge further, the molybdenum bridge between the two contacts reaches the breakdown point and a voltage difference arises at the contacts. Due to this voltage difference, the melted molybdenum releases an excess of electrons on the negative contact, which this point
örtlich intensiver erhitzt, so daß in den Raum zwischen den Kontakten ionisiertes Molybdän emittiert wirdolocally more intensely heated, so that in the space between Ionized molybdenum is emitted at the contacts o
Zwischen den Kontakten entsteht zwar kein vollständiger Plasmabogen, doch offenbar auf dem !eil der Kontaktfläche 23, auf den das Molybdän übertragen wurdec eine Art Kathodenfleck, Von diesem Kathodenfleck werden die meisten Molybdänionen emittiert 9 die dann zur Anode, doh< zum Kontakt 13, von dem sie herkamen und von dem sie als geschmolzenes Molybdän übertragen wurden, wandern. WegenBetween contacts not a complete plasma arc, but obviously on the! Ecause the contact surface 23 on which the molybdenum was transferred c a kind of cathode spot, from this cathode spot most molybdenum ions are emitted created 9 then to the anode, d o h <for contact 13, from which they came and from which they were transferred as molybdenum, migrate. Because
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des die Kontakte umgebenden Hochvaeuums kommt es zu keiner Oxydation^ so daß das verdampfte Molybdän wieder auf dem Molybdänkontalrfc 13 abgelagert wird und dortleicht anhafteteThere is no oxidation of the high volume surrounding the contacts, so that the evaporated molybdenum again is deposited on the molybdenum contour 13 and there easily adhered
Auf diese Weise wird die lichtbogenfreie Übertragung von geschmolzenem Molybdän von der Kontaktfläche 13 zur Kontaktfläche 23, die in der Anfangsphase derThis will ensure the arc-free transmission of molybdenum from the contact surface 13 to the contact surface 23, which in the initial phase of the
Kontakttrennung auftritt 0 in großem Maße wieder auf- N Contact separation occurs 0 largely back up north
gehoben oder kompensiert durch den Molybdänrüektransport " bei der Ionisierung in der unmittelbar anschließenden Phase der Kontakttrennung·raised or compensated by the reverse transport of molybdenum " during ionization in the immediately following phase of contact separation
Das Wolfram nimmt an der beschriebenen Übertragung nicht teil ρ weil, dessen Schmelz- und Verdampfungstemperaturen erheblich höher liegen als die vom Molybdän und weil in der allerersten Phase der Kontakttrennung die lichtbogenfreie Übertragung gerade sum Wolframkontakt hin erfolgtB so daß das geschmolzene Molybdän | auf dem Wolfram abgelagert wird« Bei den Nennleistungen des erfindungsgemäßen Schutzrohrkontaktes bestimmen die Eigenschaften des Molybdäns die temperatur des Kathoden« fleckeβ, d0ho es ist keinesfalls genug Energie vorhanden, um eine Ionisierung des Wolframs zu bewirken9 nachdem dae Molybdän einmal von dort abgedampft ist.The tungsten does not take part in the described transfer ρ because its melting and evaporation temperatures are considerably higher than those of the molybdenum and because in the very first phase of contact separation the arc-free transfer takes place right at the tungsten contact B so that the molten molybdenum | is deposited on the tungsten "The power ratings of the reed contact according to the invention the properties determine the molybdenum, the temperature of the cathode" fleckeβ, d 0 h o it is not enough energy available to ionization of the tungsten to cause 9 after dae molybdenum evaporated once from there is.
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Die vorstehende Erläuterung der großen Lebensdauer des erfindungegemäßen Schutzrohrkontaktes fUr Gleichetrom« kreise mag unvollständig und in manchen Punkten auch ungenau sein, sicher sind aber auf alle Fälle die Ergebnisse, die mib dieser erfindungsgemäßen Schutzrohrkon takt anordnung erzielt werden» Außerdem decken sich die Erfahrungen mit den bekannten KontaktPhänomenen und den zugehörigen allgemein anerkannten Theoriereno The above explanation of the long service life of the protective tube contact according to the invention for DC circuits may be incomplete and in some points also inaccurate, but in any case the results obtained with this protective tube contact arrangement according to the invention are certain Contact phenomena and the associated generally accepted Theo centering o
Die vorstehende Erläuterung wird offensichtlich auch bestätigt, wenn man einen erfindungsgemäßen Schutzrohrkontakt falsch in einen Gleichstromkreis einschaltet, doh» ihn so einschaltet, daß der Anschluß 9 negativ und der Anschluß 9' positiv wirdo Unter diesen Bedingungen wird der negatiTe Molybdänkontakt 13 viel kälter als der positive Kontakt, so daß sich auf dem Molybdänkontakt Wolfram ablagert und der Schutzrohrkontakt eine wesentlich kUrzere Lebensdauer erhält als bei ordnungsgemäßem Anechluß. Der Schutzrohrkontakt versagt, sobald der Wolframkontakt soweit durchlöchert oder erodiert ist, daß das Unterlagematerial freiliegt und die Kontakte durch Verschweißung oder mechanische Reibung hängenbleiben0 Ein Rücktransport des Wolframs kann unter diesen Umständen nicht erfolgen wegen der besonders hohen Verdampfungstemperatur von Wolfram, die im Leistungebereich des Schutzrohrkontaktes das Entstehen eines wirkungsvollen Kathodenfleckes verhinderteThe above explanation is obviously also confirmed if a protective tube contact according to the invention is incorrectly switched on in a direct current circuit, i.e. it is switched on in such a way that terminal 9 becomes negative and terminal 9 'positive. Under these conditions, the negative molybdenum contact 13 becomes much colder than the positive one Contact, so that tungsten is deposited on the molybdenum contact and the protective tube contact has a significantly shorter service life than with a proper connection. The protective tube contact fails as soon as the tungsten contact is perforated or eroded to such an extent that the underlying material is exposed and the contacts get stuck due to welding or mechanical friction 0 Under these circumstances, the tungsten cannot be transported back because of the particularly high evaporation temperature of tungsten, which is in the power range of the protective tube contact prevented the formation of an effective cathode stain
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Die Riehtigkeit vorstehender Erläuterungen bestätigt auch die Tatsache t daß der erfindungsgemäße Schutzrohrkontakt bei Niederspannungsbetrieb in achwach induktiven Kreisen - und zwar selbst dann, wenn er ordnungsgemäß angeschlossen ist - eine wesentlich kUrzere Lebensdauer hat als in Kreisen größerer Leistungen im Nennbereich des SchutzrohrkontakteS0 Wenn man einen erfindungsgemäßen Schutzrohrkontakt beispielsweise in einem induktionsfreien Kreis mit einem Abschaltstrom von 2 A und einer Spannung von 1,5 V g The Riehtigkeit above explanation is confirmed by the fact t that the reed relay according to the invention at low voltage operation in Achwach inductive circuits - and even if it is connected properly - a much shorter service life has inventive than When one in circles greater achievements in the nominal range of the reed contact 0 Protective tube contact, for example, in an induction-free circuit with a cut-off current of 2 A and a voltage of 1.5 V g
verwendete bemerkt man, daß das Molybdän ststig von der positiven Kontaktfläche 13 zur negativen Wolframkontaktfläche 23 übertragen wird, ohne daß es dabei zu einem Rücktransport kommt· Es sei noch erwähnt, daß Schutzrohrkontakte ic solchen Stromkreisen^ 'beispielsweise Heizkreisen, keine besonderen Torteile bietend daß aber selbst unter diesen vergleichsweise schlechten Bedingungen die' Lebensdauer des erfindungsgemäßen Schutzrohrkontaktes noch ein Hehrfaches von dem beträgt9 was man mit bisher bekannten Schutzrohrkontakten fused one notes that the molybdenum is continuously transferred from the positive contact surface 13 to the negative tungsten contact surface 23 without it being transported back.It should also be mentioned that protective tube contacts ic such circuits ^ 'for example heating circuits, but offer no special gate parts even under these relatively poor conditions, the 'life of the reed contact according to the invention nor a Hehrfaches of the nine is what you f with previously known conduit contacts
erreichen kann·can reach·
Die große Lebensdauer des erfindungsgem&Sen Schutzrohrkontaktes ist offenbar bedingt durch den Abstand bzw0 die Temperaturdifferenz zwischen Schmelz- und Verdampfungstemperatur der zwei die Kontaktflächen 13 und 23 The long lifetime of the invention & Sen protective tube contact is caused apparently by the distance or 0, the temperature difference between the melting and evaporation temperatures of the two contact surfaces 13 and 23
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bildenden Metalle und durch das Hoobvaouum, in dem die Kontakte arbeiten. In einem naob dem erfindungsgemäßen Grundgedanken arbeitenden Schutzrohrkontakt können auch Eontakte aus anderen Metallen verwendet werden, vorausgesetzt, daß das Material des negativen Kontaktes innerhalb der Nennleistungen dee Schutzrohrkontakteβ keinen wirksamen Katbodenfleck ermöglicht» während das Material des positiven Kontaktes im Hoohvacuum für einen solchen Kathodenfleck sorgt. Wolfram und Molybdän sind jedoch bevorzugte Metalle, da sie beide bei sehr hohen Temperaturen schmelzen und eine Kontaktvereotaweißung verhindern und da beide hart genug sind, um einem mechanischen Verschleiß entgegenzuwirken, der ein Hängenbleiben durch Reibung hervorrufen könnte.forming metals and by the hoobvaouum in which the contacts work. In a protective tube contact working according to the basic concept of the invention, contacts made of other metals can also be used, provided that the material of the negative contact does not allow an effective cathode spot within the nominal power of the protective tube contacts, while the material of the positive contact in the high vacuum provides such a cathode spot. However, tungsten and molybdenum are preferred metals because they both melt at very high temperatures and prevent contact whitening, and because both are hard enough to counteract mechanical wear that could cause friction sticking.
Wenn auch das aus Wolfram und Molybdän bestehende Kontaktpaar des erfindungsgemäßen Schutzrohrkon-■k taktes zweifellos einen größeren Wideretand hat als Kontaktpaare aus weicheren Metallen, kompensieren die anderen zuvor angesprochenen Fakten diese Eigenschaft, so daß auch der erfindungsgemäße Schutzrohrkontakt einen relativ geringen Effektivwiderstand erhälto Even if the contact pair of the protective tube contact according to the invention, consisting of tungsten and molybdenum, undoubtedly has a greater resistance than contact pairs made of softer metals, the other facts mentioned above compensate for this property, so that the protective tube contact according to the invention also has a relatively low effective resistance or the like
Verständlicherweise hat auch der erfindingsgemäße Schutzrohrkontakt keine ewige Lebensdauer, denn eineUnderstandably, the according to the invention also has Protective tube contact does not have an eternal service life, because one
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gewisse Molybdänmenge, die bei jeder Sehalteröffnung verdampft wird, schlagt sich auch an der Wand des ■ Schutzrohres 7 nieder, und es wird auch nicht das gesamte zur Wolframkontaktfläche 23 übertragene Molybdän wieder vom Hilfskontakt aufgenommen. Verständlioherwelse kann Molybdän, das an Stellen niedergeschlagen wurde, an.dem sich niemals zuvor Molybdän befand, nicht an der Kathödenfleekverdampfung teilnehmen und damit auch nicht zum Molybdänkontakt zurückwandern«» Somit wirdcertain amount of molybdenum that occurs at each opening of the holder is evaporated, is also reflected on the wall of the ■ Protective tube 7 down, and it is also not all of the molybdenum transferred to the tungsten contact surface 23 picked up again by the auxiliary contact. Understandable catfish can molybdenum precipitated in places an. that has never been molybdenum before, not an participate in the Kathödenfleek evaporation and thus also do not migrate back to the molybdenum contact «» Thus,
nach einigen hundert Millionen Sohaltvorgängen in |after a few hundred million stopping operations in |
einem Hochleistungsgleishstromkreis schließlich der Molybdänhilfskontakt versagen, da das entsprechende Kontaktmaterial verbraucht ist· Sie Lebensdauer eines Schutzrohrkontaktes kann man dadurch verlängern, daß man einen sehr großflächigen Hilfskontakt vorsieht, um die Wahrscheinlichkeit für einen Rücktransport des auf dem Wolframkontakt 23 abgelagerten Molybdäns au vergrößern. Zu diesem Zweck ist der Steg des Hilfakontaktes vorzugsweise abgeflacht, wie es die Pig» 5a heavy duty track circuit finally that Molybdenum auxiliary contact fail because the corresponding Contact material has been used up · You service life of a The protective tube contact can be extended by providing a very large auxiliary contact, the probability of the molybdenum deposited on the tungsten contact 23 being transported back enlarge. The bridge of the help contact is for this purpose preferably flattened, as the Pig »5
zeigte Ishowed I.
Abgesehen davon, daß der Molybdändraht In vorerwähnter Weise für eine lange Lebensdauer sorgt, stellt er auoh ein gutes Kontaktmaterial dar, das duktil genug ist, um in die gewünschte Form gebracht ssu werden und auohApart from the fact that the molybdenum wire In the aforementioned Wisely ensures a long service life, he assures a good contact material that is ductile enough, to be brought into the desired shape ssu and auoh
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genug Federeigen8chaften hat, um die gewünschte Vorspannung zu erzeugen. Ein weiterer Torteil des Molybdändrahtes liegt darin, daß dieser auch bei Temperaturen von 760° Q und mehr Biegebeanspruchungen aufnehmen kann. Saraus folgt, daß der Hilfskontakt 12 an der Schaltzunge 6 angeschweißt werden kann, bevor man die Schaltzunge zur Entgasung erwärmt und sie mit entsprechender Vorspannung am Anschlagetab 11 befestigt. Verständlicherwelse soll der Hilfskontakt an der Zunge 6 mit einer Vorspannung befestigt werden, die wesentlich größer ist als die, die man in dem fertigen Schutzrohrkontakt haben möchte, da ein gewisser Anteil der Vorspannung verloren geht, wenn man zur Entgasung den Schutzrohrkontakt entsprechend erwärmt. Wenn jedoch die Hilfskontakte stets mit einer anfänglichen Vorspannung zusammengebaut werden« die der Streckgrenze des Materials entspricht und die Zungenanordnung stets auf eine bestimmte maximale Entgasungstemperatur von beispielsweise 820° C gebracht wird, steht die Vorspannung des Hilfekontaktes gegenüber der Zunge 6 bei dem fertigen Schutzrohrkontakt stets in unmittelbarer Beziehung zu der Temperatur, auf die der Schutzrohrkontakt erwärmt wurde.has enough spring properties to generate the desired preload. Another part of the gate of the molybdenum wire is that it is also at temperatures of 760 ° Q and more can accommodate bending loads. Saraus follows that the auxiliary contact 12 on the Switching tongue 6 can be welded on before the switching tongue is heated for degassing and fastened to the stop tab 11 with appropriate bias. Understandably, the auxiliary contact is to be attached to the tongue 6 with a preload that is essential is greater than what you would like to have in the finished protective tube contact, as a certain proportion of the Preload is lost if the protective tube contact is heated accordingly for degassing. However, if the auxiliary contacts always have an initial Preload can be assembled «which corresponds to the yield point of the material and the tongue arrangement always is brought to a certain maximum degassing temperature of, for example, 820 ° C., the bias of the auxiliary contact with respect to the tongue 6 is at the finished protective tube contact always in direct relation to the temperature to which the protective tube contact was heated.
Die vorstehende Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen zeigen, daß die Erfindung eise»The foregoing description and the accompanying drawings show that the invention can also be »
betätigten Zungenschalter beinhaltet, der sehr schnell und genau in Abhängigkeit von schnell wechselnden magnetIschen Betätigungsfeldern schließt und öffnet, der bei sehr hohen Sebaltgesohwlndlgkeiten Stromkreise mit relativ großen YA-Werten schaltet und selbst bei ; Gtleichetromhetrleh große Lebensdauer hat.operated reed switch that works very quickly and closes and opens precisely depending on rapidly changing magnetic fields of actuation, the circuits with very high sebaltic capacities switches with relatively large YA values and even with; Gtleichetromhetrleh has a long lifespan.
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Claims (1)
Priority Applications (12)
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