DE2065918A1 - Schaltzunge fuer elektromagnetisch betaetigte kontaktanordnungen - Google Patents
Schaltzunge fuer elektromagnetisch betaetigte kontaktanordnungenInfo
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Description
Sehaltzunge für elektromagnetisch betätigte
Die Erfindung betrifft eine S c aal 11- u η ge ji-ur electromagneticcn
betätigte Eontaktanordnungenο
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer
verbesserten Schaltzunge zu alt-btromagnetisc^ betätigte
Eontaktanordnungen, die einerseits eine sehr große Schaltleistung zu übertragen haben und andererseits sehr
hohe 3chaltfreq,uenzen ermöglichen und darüberhinaus auch noch eine οehr große Lebensdauer habeno
Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe ist die Schaltzunge der einleitend genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß
die Schaltzunge aus. einem eingespannten flachen Eußteil einem am freien Ende ausgebildeten flachen Kopfteil und
einem dazwischenliegenden Halsteil von vermindertem Querschnitt besteht, wobei der Kaisteil unter einem vorbestimmten
Winkel gegenüber den flachen Oberflächen des
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8A0 ORIGINAL
2065313
Fußteiles abgeknickt und gegenüber den flachen Oberflächen
des Kopfteiles um einen geringeren 'Winkel gegensinnig abgeknickt
ist, so daß der Kopfteil sich versetzt zum Fußteil erstreckt und seine Fläche mit der Fläche des Fußteiles
einen spitzen 7/inkel einschließt.
Vorzugsweise ist neben der Schalt zunge fest mit dem. Fuß teil
verbunden ein Anschlagstab vorgesehen, der sich im wesentlichen parallel zum Fußteil bis zur Schaltzungenspitze erstreckt,
i/Vöb&i dieser Anschlagstab wesentlich steifer als die
Schaltzunge ist, der Halsteil der Schaltzunge gegenüber dem Anschlagstab divergiert und ι ' der Kopfteil der
Schaltzunge sich mit Vorspannung an dem Anschlagstab abstützt»
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und
den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte AasfÜhrungsfoimen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht
sind. In den Zeichnungen zeigen»
Pig. 1 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht eines erpindungsgemäßen Scnutzrohrkontaktes
in Offenstellung;,
Fig. 2 eine der Pig. 1 ähnlicne Darsteüüur.g dee
Kontaktes in Schließstellung,
Pig. 3 eine zerlegte perspektivische Darstellung der Bauelemente de.-i erfindungsgemäßen Kontaktes
oLne äußere Umhüllung,
Pig. 4- eine Draufsicht auf die Kontaktzunge mit
Kilfskontakt,·
Pig. 5 eine oeschnittene Seitenansicht einer Kontakt—
zunge des erfindungsgemäßer. SchutzronrkonxaKt-K
ir. vergrößeren! Maßstabe,
Pig. 6 ein Diagramm, welches die Abhängigkeit zwischen der Temperatur und der linearen Ausdehnung
jedes der drei Metalle wiedergibt, die für die
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8ADOfHGlNAL
Kontaktzungen des erfindungsgemäßen Schutzroj.rkontaktes
verwendet werden und
7 ein Diagramm der an einem erfindungsgemäß
ausgebildeten Schutzrohrkontakt angreifenden Kräfte.
Die Pig. 1 :·.γΛ 2 zeigen einen erfindungsgemäßen Schutzrohrkontakt
5 mit zwei länglichen, federnd verbiegbare ti, magnetism, permeablen Zungen 6 und 6' in einem lär.glicnen
Gehäuse oder Schutzrohr 7· Das Schutzrohr ist auf hohes Vacuum evakuiert. An den zugeschmolzenen Enden des
Gehäuses 7 ragen zwei längliche Stifte δ und 8' heraus,
die die beiden Zungen 6 und 6' tragen und an ihren äußeren Enden als Anschlüsse 9» 9' des Kontaktes ausgebildet
sind.
Die Zungen 6 und 6' erstrecken sich von den Stiften Ö und 8' 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 1o zu
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bilden· Unter dem Einfluß eines sich Über die Zungen
6 und den Spalt 1o erstreckenden Magnetfeldes werden die Zungen so verbogen, daß sich ihre überlappenden
Enden kontaktgebend berühren.
Die Stifte 8, 8* tragen aa inneren Ende außerdem einen
länglichen relativ steifen Anschlagstab 11 bzw. 11··
Die Stäbe 11 und 11· befinden sich an der vom Spalt
abgelegenen Seite der Zungen 6 und 6'· Da die Zungen
flache Metallstreifen sind, kann man deren Seiten sinnvoll auch als Vorder— und Blickseite bezeichnen· Die
Vorderseite zeigt zum Kontaktspalt 1o und die Rückseite
stützt sich am Stab 11 ab.
Normalerweise beaufschlagen die Zungen ihren Anschlagstab
mit der innewohnenden Biegespannung, so daß sich entsprechend den Lehren der vorerwähnten deutschen
Patentschrift 1 279 190 eine nach außen gerichtete Vorspannung am Anschlagstab ergibt· Die letzterwähnte
deutsche Patentschrift legt ausfuhrlich die Vorteile einer solchen Anordnung in Verbindung mit Schutzrohrkontakt
en für hohe Sehaltfrequenz dar*
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Gemäß der vorliegenden Erfindung trägt die Zunge einen Hilfskontakt 12, der normalerweise an der Rückseite
der Zunge 6 mit nach vorn gerichteter Biege~ spannung anliegt und einen Steg 13 aufweist, der über
das freie Ende der Zunge 6 hinausragt und von der Zunge 61 einen Abstand hat, der etwas kleiner ist
als die Breite des Kontaktspaltes 1o zwischen den
freien Enden der Schaltzungen 6 und 61· Der Hilfskontakt
12 dient verschiedenen Zwecken und hat unter anderem die Aufgabe, ein Hängenbleiben des Schutzrohr—
kontaktes bei hohen Stromstößen zu verhindern.
Der Schutzrohrkontakt soll nun ausführlicher beschrieben werden. Das Gehäuse 7 ist vorzugsweise ein Glasrohrabschnitt,
dessen gegenüberliegende Enden um die Stifte 8 und 8· herum angeschmolzen sind, um die
W Stifte in einer im wesentlichen koaxialen Ausrichtung festzusetzen und das Gehäuse hermetisch abzudichten.
An den inneren Enden der axial weit auseinander liegenden Stifte 8 sind die Anschlagstäbe 11 angeschweißt· Genauso
gut könnten aber auch die Stifte 8 fester Bestandteil
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der Anschlagstäbe sein. Die Anschlagstäte erstrecken
sich bis zu den freien Enden der Schaltzungen. Wie die deutsche Patentschrift 1 279 190 erläutert, können die
Anschlagstäbe entweder aus magnetischem oder nichtmagnetischem Material bestehen, sie sollten aber in jedem
Falle erheblich steifer als die Schaltzungen sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung bestehen die Zungen
6 und 61 aus einem im wesentlichen flachen Fußteil 15...
am eingespannten Ende, einem im wesentlichen flachen Kopfteil 16 am freien Ende und einem dazwischenliegenden
Halsteil 17» welcher einen etwas geringeren Querschnitt hat als die Fuß- und Kopfteile. Der Halsteil 17 grenzt
als fester Bestandteil stumpfwinklig an Kopf- und Fußteil. Der Fußteil 15 jeder Zunge überdeckt in der Nähe des
eingespannten Endes flachliegend den benachbarten Anschlagstab und ist mit dem letzteren, beispielsweise
durch Schweißung, verbunden. Der Halsteil 17 ragt schräg nach vorn vom Anschlagstab fort in Richtung zum freien
Zungenende. Der Kopfteil 16 ist normalerweise zum Anschlagstab
hin geneigt, wobei die Zungenspitze den
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An schlags ta"b mit ihrer in öf f nun gs richtung wirkenden
Biegespannung beaufschlagt.
Die größte Biegung sollen die erfindungsgemäßen Zungen am Halsteil 17 erhalten. Daher hat der Halsteil einen
verminderten Querschnitt. Vorzugsweise ist am Halsteil nur die Dicke vermindert, damit die Zunge eine relativ
flache Federkennlinie erhält und die Biegekräfte in der Zunge relativ stetig beim Schließen der Kontakte
ansteigen. Die Bedeutung dieser Maßnahme ergibt sich aus der Fig. 7» in der die an einer Zunge des Schutzrohrkontaktes
der Erfindung angreifenden Kräfte dargestellt sind, wenn die Zunge magnetisch in die kontakt«
schließende Stellung gebracht wird. Wenn das den Kontakt betätigende Magnetfeld entsteht, erreicht die Feldstärke
einen Wert, bei dem die Anziehung zwischen den Zungenspitzen so groß wird, daß deren Vorspannungen überwunden
werden und die Zungenspitzen sich aufeinander zu bewegen» Nach Erreichen dieses Wertes steigert sich die Aufeinander—
bewegung der Zungen wesentlich schneller als der auslösende Magnetfluß, so daß der letztere als konstant angesehen
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werden kann. Unter dieser Annahme beruht die Änderung der magnetischen Anziehungskräfte (Pig. 7 Kurve 26)
ausschließlich auf der Annäherung der Zungen. Die Änderung der Anziehungskraft zwischen den Zungenspitzen
ist etwa umgekehrt proportional der Änderung des Streuflußfeldes zwischen den Zungenspitzen, so daß die
Kurve 26 im 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 kann. Handelt es sich um eine Zunge
mit flacher Federkennlinie, wächst die Differenzkraft sehr schnell an, wenn sich die Zungen aufeinander zu
bewegen, so daß die Annäherung der Zungen mit stetig
wachsender Beschleunigung erfolgt.
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 schnell an. Da die Masse des
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- 1o ~
Kopfteiles verglichen mit der Masse der gesamten Zunge klein ist, wird der Kopfteil leicht durch die beim
Kontaktschließen und Kontaktöffnen zur Einwirkung kommenden Magnet- und Biegekräfte "beschleunigt. Um bei einer Zunge
von im wesentlichen gleichförmiger Dicke entsprechend den meisten bisherigen Schutzrohrkontakten eine vergleichbare
geringe Trägheit zu erreichen, müßte die Zunge sehr kurz werden; wlirde dadurch aber so steif, daß ihre Federkennlinie
die Magnetkraftkurve schneidet, so daß die Zunge dann nicht mehr durch ein magnetisches Betätigungsfeld
in die kontaktgebende Stellung gebracht werden kann·
Der Halsteil 17 einer jeden Zunge verläuft schräg zum Kopfteil 16, um den Kontaktaufprall zu vermindern, wenn
die Zungenspitzen einander berühren· Die Tendenz der Kopfteile zurückzuprallen, manifestiert sich als quer
zu den Flachseiten gerichtete Schwingung der Kopfteile.
Da der Halsteil schräg zum Kopfteil verläuft, hat eine solche Schwingung eine erhebliche Komponente in Längsrichtung
des Halsteiles. Auch ist der Kopfteil relativ kurz· Aus diesen G-ründen wird die !Frequenz einer solchen
Zungenschwingung durch Kontaktabprall sehr hoch bei
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relativ kleinen Amplituden. Solche hochfrequenten Schwingungen verzehren die Energie sehr schnell, zumal
wegen der kleinen Amplitude auch nur eine kleine Energie
zu vernichten ist. Aus allen diesen Gründen ist der Aufprall "bei einem erfinäungsgemäßen Schutzrohrkontakt
in der Praxis kein Problem, selbst bei den hohen Schließgeschwindigkeiten, die sich bei hohen Schaltfrequenzen
ergeben.
Verständlicherweise ergeben sich durch die Anordnung von Anschlag- oder Aufprallstäben, an denen die Zungen
mit Vorspannung anliegen, kleine Prallerscheinungen und kleine Kontaktspalte 10 und es wird auch möglich
für Schutzrohrkontakte mit hoher Schaltfrequenz, Zungen zu verwenden, die eine kleine Federkonstante haben· Ohne
die Anechlagstäbe 11 und 11* würde jedes öffnen des
Kontaktes zu einer lange andauernden niederfrequenten Schwingung hoher Amplitude der relativ leicht beweglichen
Zungen führen, was nicht mehr verträglich wäre mit dem zeitlichen Verlauf von schnell aufeinanderfolgenden
Kontaktschließungen. Die Anschlagstäbe führen zu einem
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Zungenaufprall mit hochfrequenter Schwingung niedriger
Amplitude, wie es auch in der erwähnten deutschen Patentschrift 1 279 190 beschrieben ist.
Da die Zungen "beim Schließen des Kontaktes mit erheblicher
Kraft aufeinandertreffen, sind die Vorderseiten ihrer Spitzen, d.iri. 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 Kaltverschweißung 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 hohen Schmelztemperatur von Wolfram nicht zur Verschweißung.
legen der sauerstoffreien Umgebung der Wolframkontakteflächen
18 des erfindungsgemäßen Kontaktes kommt es auch
zu keiner Oxydation, so daß der Kontaktwiderstand während der Lebensdauer des Schutzrohrkontaktes klein bleibt
und sich nicht erhöht, wie es bei in der Luft arbeitenden Kontakten der Fall ist.
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Auf der Zunge 6" muß als Gegenstück zum Steg 13 des Hilfskontaktes 12 aus nachfolgend noch zu erläuternden
Gründen auch eine Wolframkontaktfläche 23 vorgesehen sein. Diese Wolframkontaktfläche 23 kann eine Portsetzung
der wolframbeschicliteten Kontaktfläche 18 an der Spitze
der Zunge sein (Pig. 3 und 4·).
Die Zungen 6 und 6· müssen in (Jf fnungs richtung eine
bestimmte Vorspannung haben, durch die sie normalerweise am Anschlagstab gehalten werden. Die Schutzrohrkontakte
mit den Zungen 6, 6', den Anschlaj|stäben 11, 11' und den
Anschlußstiften ö, 8' werden notwendigerweise zu bestimmten
Zeitpunkten bei der Herstellung einer erheblichen Erwärmung
unterworfen. Wenn bei der letzten Stufe des Schutzrohr— kontaktzusammenbaues die Enden des Schutzrohres an die
Anschlußstifte 8 und 81 angeschmolzen werden, ist eine
gewisse Erwärmung der Zungen nicht veimeidbar. Eine
Erhitzung der Zungen ist allerdings auch erwünscht, um diese zu entgasen und sicherzustellen, daß die
Zungen keine Gase abgeben, die aas Hochvacuum des Sehutzrohres beeinträchtigen könnten.
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Palls man aber monoHnetallische Zungen langer auf
Noπαalglühtemperatur oder darüber erwärmt, geht die
gegen den Anschlagstab gerichtete Vorspannung verloren·
Bimetallische Zungen können dagegen durch Erwärmung
eine erwünschte Vorspannung erhalten. Es wurden jetzt zwei Metalle gefunden, deren Eigenschaften sich in bemerkenswerter
Weise ergänzen und sie so zusammenarbeiten, daß besonders vorteilhafte Bimetallzungen entstehen! das
eine Metall, das unter dem Warennamen MTherlo", "Kovar"
und "Rodar" gehandelt wird und nachfolgend generell als "Legierung K" bezeichnet werden soll, besteht aus:
20,5 his 29,5 1<>
Nickel )
16,5 bis 17,5 5t Kobalt ) Iegierung K
max. o,5 $ Mangan )
Rest Eisen )
Das andere Metall, das auch unter dem Warennamen "Niromet 42H
gehandelt wird, besteht aus ι
4o,5 bis 41,5 i» Nickel )
max« o,o2 i» Kohlenstoff ) Legierung N
max. o,25 $> Silizium )
Rest Eisen )
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Diese "beiden Legierungen, die nachfolgend und in Pig.
mit Legierung E und Legierung N "bezeichnet werden, haben
eine hohe magnetische Induktion und eine geringe Remanenz, so daß sie "besonders gut als Legierungskombination in
einem Schutzrohrkontakt geeignet sind. Sie ha"ben für
diesen Zweck auch ausreichende Federeigenschaften. Die "besondere Brauchbarkeit dieses speziellen Legierungspaare!;,
für die Elemente eines bimetallischen Schutzrohrkontaktes
basiert jedoch auf der thermischen Ausdehnung. Die Kurven der Pig. 6 zeigen für die beiden ^enannten Legierungen und
für Wolfram die lineare Ausdehnung bei steigenden Temperaturen.
In einem Temperaturbereich von Raumtemperatur bis etwa 32o C haben die zwei beschriebenen Legierungen nahezu
gleiche lineare thermische Ausdehnuri#s]r.oeffezienten» so
daß eine aus diesen Metallen hergestellte Zunge ihre Vorspannung selbst bei den größten zu erwartenden Schwankungen
der Umgebungstemperatur, in denen ein Schutzrohrkontakt arbeiten wird, nicht ändert· Des weiteren ist
innerhalb dieses Temperaturbereiches die Ausdehnung der Legierungen nahezu die gleiche wie die von Wolfram, so daß
die Spitzen von Bimetallzungen aus diesen Legierungen an
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der Kontaktfläche 18 mit einer Wolframbeschichtung versehen
werden können, ohne befürchten zu mliseen, daß die Wolframbeschichtung
bei Temperaturschwankungen die Zungenkopfteile verbiegt und die Vorspannung ändert.
Wie aus Pig· 6 erkennbar, verlaufen die Ausdehnungs-Temperaturkurven
dieser zwei Legierungen in dem zuvor erwähnten Temperaturbereich im wesentlichen linear. Bei
etwa 320° 0 knickt jedoch die Ausdehnungskurve von Legierung N entsprechend einer höheren Ausdehnung nach
oben ab, um dann oberhalb von 370° C wieder linear zu werden bei einer größeren Steigung als in dem Anfangsbereich unter 320° C. Die entsprechende Kurve für
Legierung K verläuft weiterhin im wesentlichen linear bis zu einem Bereich von 4oo° C, um dann stetig steiler
und oberhalb von 45o C wieder linear und parallel zum
oberen Kurventeil von Legierung N zu werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden zur Herstellung
von Bimetallzungen Elemente aus Legierung N und Legierung K miteinander verbunden und dann auf die gewünschte Dicke
zu einem Band ausgewalzt, aus dem sich die Zungen ausstanzen
lassen. Die einzelnen Zungen werden so befestigt,
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daß die Legierung N —Schicht zum Anschlagstab zeigt und
dort mit einer Vorspannung anliegt, die erheblich größer
ist als die im fertigen Schutzrohrkontakt erwünschte Vorspannung» Die Zungenanordnuhg wird dann auf eine
Temperatur, die erheblich über 45o C1 vorzugsweise bsi
76o° C oder höher liegt, erwäimt.
Γα 5 πι ax ir. ale 3r\väimurigsteoiperatur int iiier.·'· k'.-itioüli,
solange die Zunge nicht so waim wird, daß sie keine Verformungskräfte mehr aufnehmen kann« Die Zeit, die die
Zunge auf maximaler Temperatur gehalten wird, ist ebenfalls nicht kritisch. Vorzugsweise erfolgt jedoch die
Erwärmung im Hochvacuum bei so hoher Temperatur und für eine so lange Zeit, daß es■zu einer ausreichenden
Entgasung kommt.
Wenn die Temperatur der Zunge von 32o C auf 43o C
ansteigt, dehnt sich die Legierung N an der Zungenrückseite
schneller aus als die Legierung K, so daß ein Teil der anfänglichen Vorspannung, mit der die Zunge gegen
den .Anschlagstab gedrückt wurde, beseitigt wird. Bei weiterer Steigerung der Temperatur auf den Maximalwert
wird die Zunge vollständig spannungsfrei und bleibt dann
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am Anschlagstab liegen, ohne an diesem eine Yorspannkraft
auszuüben.
Wenn die Zunge von der Maxim alt emperatur auf etwa 43o° C
abgekühlt wird, entsteht in der Zunge keine Spannung, da die zwei Metalle, aus denen sie hergestellt ist, sich
gleichschnell wieder zusammenziehen. Bei 43o°C und darunter kann die Zunge erhebliche Spannungen ertragen. Im dem
Bereich von 43o C bis 32o C zieht sich die Legierung N schneller zusammen als die Legierung Z, so daß die Zunge
durch Bimetallwirkung gegen den Anschlagstab mit einer Vorspannung gedrückt wird, die sich mit den relativen
Dicken der zwei das Bimetall bildenden Legierungen genau bestimmen läßt. Da sich die zwei Metalle bei Temperaturen
von 32o C und darunter gleich stark ausdehnen und zusammenziehen,
bleibt die Vorspannung bei allen Temperaturen zwischen 32o° C und Raumtemperatur konstant.
Es wurde schon erwähnt, daß die Zungen anfänglich am Anschlagstab mit erheblich vergrößerter Vorspannung befestigt
werden müssen, damit sich die Spitzen der Zungen
nicht bei der bimetallischen Durchbiegung im Temperaturbereich
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ο η
von 32ο C bis 43ο C vom Anschlagstab abheben. Wenn die Zungenspitze wegen zu kleiner anfänglicher Vorspannung sich vom Anschlagstab abheben könnte, 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 4-3o° C abhängt. Sofern die anfängliche Vorspannung nur groß genug gewählt wird, ist sie nicht kritisch, da die im Endzustand vorhandene Vorspannung der Zunge lediglich eine Funktion der bimetallischen Durchbiegung ist. Verständlicherweise können die erfindungsgemäßen bimetallischen Zungen nicht nur aus den definierten Legierungen N und K hergestellt werden. Auf alle Fälle muß aber eines der die Zunge bildenden Metalle magnetisch permeabel sein. Außerdem müssen die linearen thermischen Ausdehnungen der zwei Metalle bis zu einer bestimmten Temperatur einander ähnlich sein, wobei diese Temperatur in einem Bereich liegt, in dem beide Metalle Spannungen aufnehmen können. Außerdem müssen die thermischen Ausdehnungen der zwei Metall· in einem Bereich, der oberhalb der vorerwähnten Temperatur liegt, verschieden sein, wobei dann das Metall, das in diesem Bereich die größere lineare Ausdehnung hat, dem Ansohlagstab benachbart anzuordnen ist.
von 32ο C bis 43ο C vom Anschlagstab abheben. Wenn die Zungenspitze wegen zu kleiner anfänglicher Vorspannung sich vom Anschlagstab abheben könnte, 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 4-3o° C abhängt. Sofern die anfängliche Vorspannung nur groß genug gewählt wird, ist sie nicht kritisch, da die im Endzustand vorhandene Vorspannung der Zunge lediglich eine Funktion der bimetallischen Durchbiegung ist. Verständlicherweise können die erfindungsgemäßen bimetallischen Zungen nicht nur aus den definierten Legierungen N und K hergestellt werden. Auf alle Fälle muß aber eines der die Zunge bildenden Metalle magnetisch permeabel sein. Außerdem müssen die linearen thermischen Ausdehnungen der zwei Metalle bis zu einer bestimmten Temperatur einander ähnlich sein, wobei diese Temperatur in einem Bereich liegt, in dem beide Metalle Spannungen aufnehmen können. Außerdem müssen die thermischen Ausdehnungen der zwei Metall· in einem Bereich, der oberhalb der vorerwähnten Temperatur liegt, verschieden sein, wobei dann das Metall, das in diesem Bereich die größere lineare Ausdehnung hat, dem Ansohlagstab benachbart anzuordnen ist.
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Beispielsweise entsteht eine noch recht gut brauchbare Zunge gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn man einen
Streifen aus Legierung N auf der einen Seite in gesamter Länge mit einem Wolframüberzug versieht, der die Zungenvorderseite
bildet, da Wolfram die geringere lineare thermische Ausdehnung im hohen Temperaturbereich hat.
Während die Schaltgeschwindigkeit des erfindungsgemäßen Schutzrohrkontaktes in erheblichem Maße von der Vorspannung
abhängt, mit der die Zungen 6 und 6· an den Anschlagstäben 11 und 11' anliegen, ist die VA-Belastbarkeit des Schutzrohrkontaktes
in erster Linie vom Hilfskontakt 12 der Zunge 6 abhängig. Der Hilfskontakt 12 hat aber auch noch andere
wichtige Funktionen zu erfüllen.
Der Hilfskontakt sollte ausreichend federnd sein und ein geringes Gewicht haben, um die Masse der ihn tragenden
Zunge 6 nicht wesentlich zu vergrößern. Diese Erfordernisse erfüllt besonders gut ein Molybdändraht, der auch noch
andere, nachfolgend beschriebene, sehr wichtige Vorteile mit sich bringt.
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Der aus Molybdändraht bestehende Hilfskontakt 12 wird
zu einem langgestreckten U verformt, dessen Außenschenkel 19 nach innen wieder zurückgezogen sind, so
daß Bogen 2o und koplanare Halteschenkel 21 entstehen,
welche von den Enden des Drahtes gebildet werden. Diese Halteschenkel 21 liegen flad- auf-der Vorderseite des
Kopfteiles 16 der Zunge 6, wo sie angeschweißt oder
in sonstiger Weise befestigt sind. Wegen der Abkröpfun^en 22 in den Außenschenkeln 19 des Hilfskontaktes liegen
die Halteschenkel 21 und die Bogen 2o etwas vor der Ebene der übrigen Teile der Schenkel 19· Die Schenkelteile
zwischen den Abkröpfungen 22 und dem Joohteil 27 des
Hilfskontaktes bilden einen Pe der arm, der die Eiickseite
des Kopfteiles 16 der Zunge überdecken 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
hin divergieren die Schenkel 19 jedoch erheblich und ragen dann seitlich über die Zunge hinaus·
Der Jochteil 27 des Hilfskontaktes liegt rechtwinklig umgebogen außen vor der Spitze der Zunge 6 und trägt den
Kontaktsteg 13· Der Jochteil 27 überragtauch noch die
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Vorderseite der Zunge, so daß in der normalen öffnungs—
stellung des Schutzrohrkontaktes der Abstand zwischen dem Steg 13 und der Zunge 6! geringer ist als der Abstand
zwischen den eigentlichen Zungen.
Wenn die Zungen sich unter dem Einfluß eines Magnetfeldes aufeinander zu bewegen, beaufschlagt der Kontaktsteg 13
des Hilfskontaktes die Kontaktfläche 23 der Zunge 6f, bevor die Kontaktflächen 18 der eigentlichen Zungen miteinander
in Berührung kommen· Wegen der nach vorn 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 61 berührt· Wenn der Hilfskontakt 12 die Zunge 6*
berührt, wirkt er also der an den Zungen angreifenden magnetischen Anziehung federnd entgegen entsprechend
der Biegungskraft der Zunge 6 und der Biegungskraft des Hilfskontaktes 12. JPig. 7 zeigt die Biegekräfte der Zunge
in der Kurve 24 und die zusätzlichen Biegekräfte des 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.
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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. Da der Hilfskontakt eine nach, vorn gerichtete Vorspannung hat,
unterdrücken die Trägheits- und Magnetkräfte zusammen
nahezu vollständig den Aufpralleffekt zwischen dem Hilfskontakt und der Zunge 6'. Die geringen Schwingungen, die
unmittelbar nach dem Aufprall des Hilfskontaktes auf die
Zunge 6' auftreten, haben eine sehr hohe Frequenz und eine
kleine Amplitude wegen der schnell wachsenden AnpreBkraft
zwischen Hilfskontakt und Zunge, so daß diese Schwingungen sehr schnell abklingen·
Nachdem der Hilfskontakt 12 die Zunge 6' berührt, bewegen
sich die Kopfteile der zwei Zungen sehr schnell aufeinander zu, wobei die sich dieser konvergierenden Bewegung entgegenstellende
G-esamtfederkraft nicht so schnell wächst wie die die Zungen zueinander ziehende Magnetkraft (Pig·?)·
Aus all diesen Gründen neigen die Kopfteile der Zungen nur
sehr wenig zu Abpralleffekten bei der Kontaktgabe· Aber
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auch wenn die Zopfteile zurückprallen wurden, bliebe
der Schutzrohrkontakt geschlossen, da der Hilfskontakt
gegen die Zunge 61 mit einer Kraft druckt, die im wesentlichen gleich der Vorspannung ist, mit der er normalerweise die Zunge 6 beaufschlagt«
der Schutzrohrkontakt geschlossen, da der Hilfskontakt
gegen die Zunge 61 mit einer Kraft druckt, die im wesentlichen gleich der Vorspannung ist, mit der er normalerweise die Zunge 6 beaufschlagt«
Die stärkste Biegung am Hilfskontakt erfolgt in dem
Bogenteil 2o nahe neben dem Halsteil 17 der Zunge. Daher neigen der Kontaktsteg 13 des Hilfskontaktes und der
Kopfteil 16 der Zunge 6 zu Schwingungen um einen gemeinsamen Schwingungsmittelpunkt, so daß der Steg 13» nachdem er
einmal die zugehörige Kontaktfläche 23 beaufschlagt hat, praktisch nicht auf dieser Fläche schleifen kann, selbst wenn der Kopfteil der Zunge 6 weiterhin schwingt.
Bogenteil 2o nahe neben dem Halsteil 17 der Zunge. Daher neigen der Kontaktsteg 13 des Hilfskontaktes und der
Kopfteil 16 der Zunge 6 zu Schwingungen um einen gemeinsamen Schwingungsmittelpunkt, so daß der Steg 13» nachdem er
einmal die zugehörige Kontaktfläche 23 beaufschlagt hat, praktisch nicht auf dieser Fläche schleifen kann, selbst wenn der Kopfteil der Zunge 6 weiterhin schwingt.
Wenn der erfindungsgemäße Schutzrohrkontakt vollständig
geschlossen ist, erzeugen die Kontakte der zwei Zungen,
d.h. die Wolframkontaktflächen 18 einen zweiten Strompfad, der zusammen mit den Kontaktflächen 13 und 23 des Hilfskontaktes und der Zunge 6* dem erfindungsgemäßen Schutzrohrkontakt einen relativ kleinen Gesaatwiderstand gibt, so daß der Schutzrohrkontakt sowohl für Niederspannungsbetrieb als auch für Hochleistungsschaltungen geeignet ist·
geschlossen ist, erzeugen die Kontakte der zwei Zungen,
d.h. die Wolframkontaktflächen 18 einen zweiten Strompfad, der zusammen mit den Kontaktflächen 13 und 23 des Hilfskontaktes und der Zunge 6* dem erfindungsgemäßen Schutzrohrkontakt einen relativ kleinen Gesaatwiderstand gibt, so daß der Schutzrohrkontakt sowohl für Niederspannungsbetrieb als auch für Hochleistungsschaltungen geeignet ist·
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.Obzwar der Hilfskontakt 12 sehr wichtig fttr die
Verhinderung von Äbpralleffekten und für die Erzeugung
eines geringen Gresamtwiderstandes am geschlossenen
Schutzrohrkontakt ist, hat er vielleicht noch wichtigere Aufgaben bei der Schalteröffnung zu erfüllen.
Wie erwähnt, haben die Zungen des erfindungsgemäßen Schutzrohrkontaktes eine sehr flache und relativ schwache
Federkernlinie, 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 arbeiten,
ein schwer zu lösendes Problem, da Zungen mit geringer Steifigkeit allein keine ausreichende Kontakttrennkraft
ausüben können, um einen Stromkreis mit großer leistung
zu unterbrechen. Bei dem erfindungsgemäßen Schutzrohrkontakt
wird ein Kleben durch den Hilfskontakt 12 verhindert·
Beim Abbau eines betätigenden Magnetfeldes führt die
Trennung der Zungenspitzen des Schutzrohrkontaktes zu
einer Vergrößerung des Gresamtwiderstandes, so daß an den Kontaktflächen 18 eine gewisse Potentialdifferenz auftritt·
Der Schutzrohrkontakt bleibt jedoch noch wirksam geschlossen,
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weil der Hilfskontakt 12 an der Zunge 6f anliegt. Aus
diesem Grunde ist die elektrostatische Anziehung zwischen
den Kontaktflächen 18 vernachlässigbar klein und kann nicht die schnelle Eontakttrennung stören·
Wenn die Zunge 6 sich zum Anschlagstab 11 zurttckbewegt,
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, hat sie ein sehr großes
Moment, so daß sie im wahrsten Sinne des Wortes den Hilfskontakt 12 von der Zunge 61 fortschlägt und der
Klebe-Tendenz der Kontaktflächen 13 und 23 entgegenwirkt·
Durch diese abrupte kräftige Kontakttrennung bei der Schalteröffmung kann der erfindungsgemäße Schutzrohrkontakt Spannungen ir, der Größenordnung von 3ooo V bei
o,5 A selbst bei Spannungsspitzen bis zu etwa 15·οοο V unterbrechen·
Der normalerweise zu unterbrechende Strom bestimmt die zu erwartende Lebensdauer des Schutzrohrkontaktes·
Es hat sich erwiesen, daß der erfindungsgemäße Schutzrohrkontakt eine erheblich längere Lebensdauer hat als
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bisherige Sciiutzrohrkontakte, selbst wenn Ströme in der Größenordnung von 5 A zu unterbrechen sind. Bei
o,5 A Gleichstrom war ein erfindungsgemäßer Schutzrohrkontakt noch brauchbar nach mehr als 2oo Millionen
Betätigungen· Bei geringeren Strömen erhöht sich die Lebensdauer etwa linear umgekehrt zur Größe des Stromes·
Die große Lebensdauer bedingen vor. 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 Molybdändraht
besteht und mit der Wolframkontaktfläche 23 der
Zunge 6* zusammenarbeitet·
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 M
negativen Kontakt übertragen. Dieser Materialtransport zum negativen Kontakt ist das sogenannte Niederspannungsphänomen
bei der lichtbogenfreien und funkenfreien
Trennung von stromführenden Schalterkontakten· Der Grund hierfür ist recht gut bekannt· Wenn sich zwei
Kontakte lichtbogenfrei trennen, steigt zunächst der
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Übergangswiderstand sehr schnell an, während der Kontaktdruck 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 aucn liegen mag. Die auf diese Weise 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 zu den Kontakten zurück. Da der positive
Kontakt heißer wird als der negative, sammelt sich
der größte Teil des geschmolzenen Metalls am negativen Kontakt an. Wenn auch die MetaXlmenge, die bei jedem
Öffnungsvorgang in dieser Weise übertragen wird, relativ klein ist, ändert sie sich doch mehr oder weniger unmittelbar
proportional zur Größe des geschalteten Stromes·
Wenn der β rfin dungs gemäße Schalter in einem Gleichstrom·*
kreis liegt oder in einem anderen Stromkreis, in dem der
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Strom "bei Schalteröffnung stets in gleicher Richtung
fließt, sollte der Schutzrohrkontakt so angeschlossen werden, daß bei der Schalteröffnung sein Anschluß 9
positiv und sein Anschluß 9' negativ ist, d.h. die Molybdänkontaktfläche 13 positiv und die Wolframkontaktfläche
23 negativ ist. Wenn diese Kontakte öffnen, wird zunächst Molybdän von der Kontaktfläche 13 aufgrund des
üblichen Niederspannungsphänomens zur Wolframkontaktfläche 23 übertragen. Wenn die Kontakte dann weiter
auseinandergehen, erreicht die aus geschmolzenem.· Molybdän bestehende Biürcke 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 Stelle örtlich intensiver
erhitzt, so daß in dem Raum zwischen den Kontakten ionisiertes Molybdän emittiert wird.
Zwischen den Kontakten entsteht zwar kein vollständiger Plasmabogen, doch offenbar auf dem Teil der Kontaktfläche
23ι auf den das Molybdän übertragen wurde, eine Art Kathodenfleck. Von diesem Kathodenfleck werden die
meisten Molybdänionen emittiert, die dann zur Anode, d.h.
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- 3ο -
zum Kontakt 13» von dem sie herkamen und von dem sie als
geschmolzenes Molybdän tibertragen wurden,, wandern· Wegen
des die Kontakte umgebenden Hochvacuums kommt es zu keiner Oxydation, so daß das verdampfte Molybdän wieder
auf dem Molybdänkontakt 13 abgelagert wird und dort leicht anhaftet·
Auf diese Weise wird die lichtbogenfreie Übertragung von geschmolzenem Molybdän von der Kontaktfläche 13
zur Kontaktfläche 23, die in der Anfangsphase der Kontakttrennung auftritt, in großem Maße wieder aufgehoben
oder kompensiert durch den Molybdänrlicktransport bei der Ionisierung in der unmittelbar anschließenden Phase
der Kontakttrennung·
Das Wolfram nimmt an der beschriebenen Übertragung nicht teil, weil dessen Schmelz- und Verdampfungstemperaturen
erheblich höher liegen als die vom molybdän und weil in der allerersten Phase der Kontakttrennung die lichtbogenfreie
Übertragung gerade zum Wolfremkontakt hin erfolgt,
so daß das geschmolzene Molybdän auf dem Wolfram abgelagert wird. Bei den Nennleistungen des erfindungsgemäßen Schutzrohrkontaktes
bestimmen die Eigenschaften des Molybdäns die
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Temperatur des Kathodenfleckes, d.h.· es 1st keinesfalls
genug Energie vorhanden, um. eine Ionisierung des Wolframs
zu bewirken, nachdem das Molybdän einmal von dort abgedampft
ist·
Die vorstehende Erläuterung der großen lebensdauer des erfindungs gemäß en Schutzrohrkontaktes ftir Gleichstromkreise
mag unvollständig und.in manchen Punkten auch ungenau sein, sicher sind aber auf' alle Fälle die Er- ^
gebnisse, die mit dieser erfindungsgem äßen Schutzrohr—
kontaktanordnung erzielt werden. Außerdem decken sich die Erfahrungen mit den bekannten Kontaktphänomenen und
den zugehörigen allgemein anerkannten Theorien·
Die vorstehende Erläuterung wird offensichtlich auch bestätigt, wenn man einen erfindungsgemäßen Schutzrohrkontakt
falsch in einen Gleichstromkreis einschaltet, d.h. ihn so einschaltet, daß der Anschluß 9 negativ und
der Anschluß 9! positiv wird· Unter diesen Bedingungen wird der negative Molybdänkontakt 13 viel kälter als
der positive Kontakt, so daß sich auf dem Molybdänkontakt Wolfram ablagert und der Schutzrohrkontakt eine wesentlich
kürzere Lebensdauer erhält als bei ordnungsgemäßem Anschluß« Der Schutzrohrkontakt versagt, sobald der Wolframkontakt
soweit durchlöchert oder erodiert ist, daß das Unterlagematerial freiliegt und die Kontakte durch Verschweißung
oder mechanische Reibung hängenbleiben. Ein Bucktransport
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des Wolframs kann unter diesen !Anständen nicht erfolgen
wegen der "besonders hohen Verdampfungstemperatur von
Wolfram, die im Leistungs"bereich des Schutzrohrkontaktes
das Entstehen eines wirkungsvollen Kathodenfleckes verhindert*
Tie Richtigkeit vorstehender Erläuterungen "bestätigt auch
die Tatsache, daß der erfindungsgemäße Schutzrohrkontakt
"bei Kiederspannungsbetrieb in schwach induktiven Kreisen und
zwar selbst dann, wenn er ordnungsgemäß angeschlossen ist - eine wesentlich kürzere Lebensdauer hat als in
Kreisen größerer Leistungen im Nennbereich des Schutzrohrkontaktes. Wenn man einen erfindungsgemäßen Schutzrohrkontakt
beispielsweise in einem induktionsfreien Kreis mit einem Abschaltstrom von 2 A und einer Spannung von 1,5 V
verwendet, bemerkt man, daß das Molybdän stetig 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
in solchen Stromkreisen, beispielsweise Heizkreisen,
keine besonderen Vorteile bieten, daß aber selbst unter diesen vergleichsweise schlechten Bedingungen die Lebensdauer
des erfindungsgemäßen Schutzrohrkontaktes noch ein Mehrfaches von dem beträgt, was man mit bisher bekannten
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■- 33 - .
Schutζrohrkontakten erreichen kann·
Die große Lebensdauer des erfindungsgemäßen Schutzrohrkontaktes ist offenbar bedingt durch den Abstand bzw.
die Temperaturdifferenz zwischen Schmelz- und Verdampfungstemperatur der zwei die Kontaktflächen 13 und 23 bildenden
Metalle und durch da3 Hochvacuum, in dem die Kontakte arbeiten· In einem nach dem erfin dungs gemäß en Grundge—
danken arbeitenden Schutzrohrkontakt können auch Kontakte aus anderen Metallen verwendet werden, vorausgesetzt, daß
das Material des negativen Kontaktes innerhalb der Nennleistungen des Schutzrohrkontaktes keinen wirksamen
Kathodenfleck eimöglicht, während das Material des positiven
Kontaktes im Hochvacuum für einen solchen Kathodenfleck
sorgt. Wolfram und Molybdän sind jedoch bevorzugte Metalle, da sie beide bei sehr hohen Temperaturen schmelzen
und eine Kontaktverschweißung verhindern und da beide
hart genug sind, um einem mechanischen Verschleiß entgegenzuwirken,
der ein Hängenbleiben durch Reibung hervorrufen
könnte.
Wenn auch das aus Wolfram und Molybdän bestehende Kontakt«· paar des erfindungsgemäßen Schutzrohrkontaktes zweifellos
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einen größeren Widerstand hat als Kontaktpaare aus weicheren Metallen, kompensieren die anderen zuvor
angesprochenen Pakten diese Eigenschaft! so daß auch der erfindungsgemäße Schutzrohrkontakt einen relativ
geringen Effektivwiderstand erhält.
Verständlicherweise hat auch der erfindungsgemäße
Schutzrohrkontakt keine ewige Lebensdauer, denn eine gewisse Molybdänmenge, die bei Jeder Schalteröffnung
verdampft wird, schlägt sich auch an der Wand des Schutzrohres 7 nieder, und es wird auch nicht das
gesamte zur Wolframkontaktfläche 23 übertragene Molybdän wieder vom Ililfskontakt aufgenommen. Verständlicherwiee
kann Molybdän, das an Stellen niedergeschlagen wurde, an dem sich niemals zuvor Molybdän befand, nicht an
der Kathodenfleckverdampfung teilnehmen und damit auch nicht zum Molybdänkontakt zurückwandern. Somit wird
nach einigen hundert Millionen Schaltvorgängen in einem Hochleistungsgleicfcstromkreis schließlich der
Molybdänhilfskontakt versagen, da das entsprechende Kontaktmaterial verbraucht ist. Sie Lebensdauer eines
Schutzrohrkontaktes kann man dadurch verlängern, daß
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man einen sehr großflächigen Hilfskontakt vorzieht,
um die Wahrscheinlichkeit für einen Eücktransport des auf dem Wolframkontakt 23 abgelagerten Molybdäns zu
vergrößern. Zu diesem Zweck ist der Steg des Hilfskontaktes
vorzugsweise abgeflacht, wie es die Pig. 5 zeigt.
Abgesehen davon, daß der Molybdändraht in vorerwähnter Weise für eine lange Lebensdauer sorgt, stellt er auch (|
ein gutes Kontaktmaterial dar, das duktil genug ist,
um in die gewünschte Form gebracht zu werden und auch
genug Pedereigenschaften hat, um die gewünschte Vorspannung zu erzeugen. Ein weiterer Vorteil des Molybdändrahtes
liegt darin, daß dieser auch bei Temperaturen von 76o° C und mehr Biegebeanspruchungen aufnehmen kann.
Daraus folgt, daß der Hilfskontakt 12 an der Schaltzunge
angeschweißt werden kann, bevor man die Schaltzunge üur
Entgasung erwännt und sie mit entsprechender Vorspannung M
am Ar. schlage tab 11 befestigt. Verständlicherweise 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
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2Ö6S918
den Schutzrohrkontakt entsprechend örwäimt. Wenn jedoch
die Hilfskontakte stets mit einer anfänglichen
Vorspannung zusammengebaut werden, die der Streckgrenze
des Materials entspricht und die Zungenanördnurig stets
auf eine bestimmte maximale Üitgaöungsteimperatur von
beispielsweise 820 C gebracht wird* steht die Vorspannung des Hilfskontaktes gegenüber der Zunge 6 bei
deffi fertigen Schützrohrkoritsuct stets in unmittelbarer
Beziehung zu der Temperatur, auf die der Schutzrohrkontakt erwäimt würde»
Die vorstehende Beschreibung und die beigefügten
Zeichnungen zeigen, daß die Erfindung einen magnetisch
betätigten Zungenschalter beinhaltet, der sehr schnell und genau in Abhängigkeit von schnell wechselnden
magnetischen Betätigungsfeldern schließt und öffnet, der bei sehr hohen Schaltgeschwindigkeiten Stromkreise
mit relativ großen VA-Werten schaltet und" selbst bei G-leichstrombetrieb große Lebensdauer hat.
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Claims (5)
- Patentansprüche.1 .j Schaltzunge für elektromagnetisch betätigte Kontaktanordnungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltzunge (6) aus einem eingespannten flachen Fußteil (15) einem am freien Ende ausgebildeten flachen Zopfteil (16) und einem dazwischenliegenden Halsteil1 (17) von vermindertem Querschnitt besteht, wobei der Halsteil (17) unter einem vorbestimmten Winkel gegenüber den flachen Oberflächen des Fußteiles (15) abgeknickt und gegenüber den flachen Oberflächen des Kopfteiles (.16) um einen geringeren Winkel gegensinnig abgeknickt ist, so daß der Kopfteil (16) sich versetzt zum Fußteil (15) erstreckt und seine Fläche mit der Fläche des Pußteiles einen spitzen Winkel einschließt.
- 2. Schaltzunge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben der Schaltzunge (6), fest mit dem Fußteil (15) verbunden ein Anschlagstab (11) vorgesehen ist, der sich im wesentlichen parallel zum Fußteil (15) bis zur SchaltZungenspitze erstreckt, daß dieser Anschlagstab (11) wesentlich steifer als die Schaltzunge (6)709 80S7Q00 2ist, daß der Halsteil (17) der Schaltzunge (6) gegenüber dem Anschlagstab (11) divergiert und daß der Kopfteil (16) der Schaltzunge (6) sich mit Verspannung an dem Anschlagstab (11) abstützt.
- 3. Schaltzunge nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltzunge (6) von einem mindestens partiell magnetisierbaren Bimetallstreifen gebildet ist, deren zwei Metalle unterhalb eines vorbestimmten Temperaturbereiches, in dem beide Metalle noch Spannungen aufnehmen können, einander sehr ähnliche lineare thermische Ausdehnungskoeffizienten haben, wohingegen oberhalb des vorbestimmten Temperaturbereiches die Metalle unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten haben und das Metall mit dem in diesem Bereich größeren Koeffizienten dem Anschlagstab (11,11') benachbart ist.
- 4. Schaltzunge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Anschlagstab (11,11··) benachbarte Metall eine Legierung mit 40,5 bis 41,5$ Nickel, maximal 0,02$ Kohlenstoff, maximal 0,25$ Silizium und Rest Eisen und das andere Metall eine legierung mit 28,5 bis 29f 5$ Nickel, 16,5 bis 17»5$ Kobalt, maximal 0,5$ Mangan und Rest Eisen ist.709 809/00 0 2
- 5. Schaltzünge nach. Anspruch 1 fels 4* dadurch gekennzeichnet j daß Mit dem Kopfteil (16) der Schaltzunge (6) ein Hilf©kontakt (12) verbunden ist, welcher mit einem Federaräi die dem Änsehlagstab (11) benachbarte Oberfläche des Kopfteiles (16) überdeckt und in. Längsrichtung über den Kopfteil (16) der Schalt zunge (6) hinausragt, wo er mit einem Kontaktteil (13) über das Yofderende der Schaltzunge (6) hinaus bis über die vom Anschlagstab (11) abgelegene Oberfläche der Schaltzunge (6) ragt.6, Schaltzunge nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskontakt (12) ein federnder bügeiförmig geformter Draht ist, dessen Schenkel (19-21 )■ U-förmig umgebogen sind, wobei die umgebogenen Schenkelenden (21) an der vom Anschlagstab (11) abgewandten Schaltzungenvorderseite befestigt sind, während die Schenkelteile (19) vor der Umbiegung (20) die Schaltzunge (6) seitlich umgreifen, auf der dem Anschlagstab (11) zugewandten Schaltzungenrückseite federnd anliegen und vor dem Schaltzungenende (16) zu einer stegartigen, zur anderen Schaltzunge (61) vorragenden Kontaktflädie (13) zusammenlaufen.709809700&2Leerseite
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