DE2065918A1 - Schaltzunge fuer elektromagnetisch betaetigte kontaktanordnungen - Google Patents

Schaltzunge fuer elektromagnetisch betaetigte kontaktanordnungen

Info

Publication number
DE2065918A1
DE2065918A1 DE2065918A DE2065918A DE2065918A1 DE 2065918 A1 DE2065918 A1 DE 2065918A1 DE 2065918 A DE2065918 A DE 2065918A DE 2065918 A DE2065918 A DE 2065918A DE 2065918 A1 DE2065918 A1 DE 2065918A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
contact
tongue
switch tongue
stop rod
tongues
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE2065918A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2065918B2 (de
DE2065918C3 (de
Inventor
John Dominic Santi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Briggs and Stratton Corp
Original Assignee
Briggs and Stratton Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to US818913A priority Critical patent/US3586809A/en
Priority claimed from AU11019/70A external-priority patent/AU436528B2/en
Priority to AU11019/70A priority patent/AU436528B2/en
Priority to GB4021972A priority patent/GB1305590A/en
Priority to GB887970A priority patent/GB1305586A/en
Priority to GB4021772A priority patent/GB1305588A/en
Priority to GB4021672A priority patent/GB1305587A/en
Priority to DE2065918A priority patent/DE2065918C3/de
Priority to DE19702016308 priority patent/DE2016308A1/de
Priority to DE2065917A priority patent/DE2065917C3/de
Priority to DE2065919A priority patent/DE2065919C3/de
Priority to DE2065920A priority patent/DE2065920C3/de
Application filed by Briggs and Stratton Corp filed Critical Briggs and Stratton Corp
Priority to CH510370A priority patent/CH502686A/de
Priority to BE749158D priority patent/BE749158A/xx
Priority to FR7014269A priority patent/FR2045513A5/fr
Priority to JP45035326A priority patent/JPS4922616B1/ja
Priority to AU60434/73A priority patent/AU6043473A/en
Priority to AU60436/73A priority patent/AU6043673A/en
Priority to AU60437/73A priority patent/AU461103B2/en
Priority to AU60435/73A priority patent/AU467146B2/en
Publication of DE2065918A1 publication Critical patent/DE2065918A1/de
Publication of DE2065918B2 publication Critical patent/DE2065918B2/de
Publication of DE2065918C3 publication Critical patent/DE2065918C3/de
Application granted granted Critical
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H51/00Electromagnetic relays
    • H01H51/28Relays having both armature and contacts within a sealed casing outside which the operating coil is located, e.g. contact carried by a magnetic leaf spring or reed
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/02Contacts characterised by the material thereof
    • H01H1/0201Materials for reed contacts
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/02Contacts characterised by the material thereof
    • H01H1/04Co-operating contacts of different material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/50Means for increasing contact pressure, preventing vibration of contacts, holding contacts together after engagement, or biasing contacts to the open position
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H51/00Electromagnetic relays
    • H01H51/28Relays having both armature and contacts within a sealed casing outside which the operating coil is located, e.g. contact carried by a magnetic leaf spring or reed
    • H01H51/287Details of the shape of the contact springs
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/38Auxiliary contacts on to which the arc is transferred from the main contacts

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermally Actuated Switches (AREA)
  • Contacts (AREA)
  • High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)

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
70980970002
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»
709809/0002
BAD ORIGINAL
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
709809/0002
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
709809/0002
206591B - 5 -
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*
709809/0002
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
709809/0002
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
7 09 809/000 2
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
709809/0002
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
7 09809/0002
- 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
709809/0002
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
709809/0002
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.
709809/0002
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.
709809/0002
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 Nickel )
max« o,o2 Kohlenstoff ) Legierung N
max. o,25 $> Silizium )
Rest Eisen )
709809/0002
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
70980970002
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,
709809/0002
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
709809/0002
BAD ORIGINAL
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
70 9809/0002
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.
709809/0002
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.
709809/0002
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
70980970002
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.
709809/0002
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
709809/0002
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«
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.
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·
?Q980S/0ÖÖ2
.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,
709809/0002
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
709809/0002
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
709809/00Q2
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
7098Ö9/Ö002
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.
709801/0002
- 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
70980S/C002
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
70980970002
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
709809/B00-2
■- 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
709804/0002
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
709803/
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
709809/0002
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.
7 0 9809/000 2

Claims (5)

  1. 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 Halsteil
    1 (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. 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 2
    ist, 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. 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. 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. 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&2
    Leerseite
DE2065918A 1969-04-24 1970-04-06 Schaltzunge für elektromagnetisch betätigte Kontaktanordnungen Expired DE2065918C3 (de)

Priority Applications (19)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US818913A US3586809A (en) 1969-04-24 1969-04-24 Reed switch for rapid cycle,high power applications
AU11019/70A AU436528B2 (en) 1969-04-24 1970-02-04 Reed switch for rapid cycle, highpower applications
GB887970A GB1305586A (de) 1969-04-24 1970-02-24
GB4021772A GB1305588A (de) 1969-04-24 1970-02-24
GB4021672A GB1305587A (de) 1969-04-24 1970-02-24
GB4021972A GB1305590A (de) 1969-04-24 1970-02-24
DE19702016308 DE2016308A1 (de) 1969-04-24 1970-04-06 Magnetisch betätigter Schutzrohrkontakt
DE2065917A DE2065917C3 (de) 1969-04-24 1970-04-06 Elektrischer Schalter mit Kontakten, in denen der Strom bei Kontaktöffnung stets in gleicher Richtung fließt
DE2065919A DE2065919C3 (de) 1969-04-24 1970-04-06 Magnetisch betätigter Schalter mit mindestens einer federnden kontakttragenden Schaltzunge, neben welchem ein Anschlag angeordnet ist
DE2065920A DE2065920C3 (de) 1969-04-24 1970-04-06 Magnetisch betätigter elektrischer Schalter mit mindestens einer flexiblen, magnetisch permeablen Schaltzunge
DE2065918A DE2065918C3 (de) 1969-04-24 1970-04-06 Schaltzunge für elektromagnetisch betätigte Kontaktanordnungen
CH510370A CH502686A (de) 1969-04-24 1970-04-07 Magnetisch zu betätigender Schutzrohrkontakt
BE749158D BE749158A (fr) 1969-04-24 1970-04-20 Commutateur a lames actionne par voie magnetique
FR7014269A FR2045513A5 (de) 1969-04-24 1970-04-20
JP45035326A JPS4922616B1 (de) 1969-04-24 1970-04-24
AU60434/73A AU6043473A (en) 1969-04-24 1973-09-18 Reed switz for rapid cycle, high power applications
AU60436/73A AU6043673A (en) 1969-04-24 1973-09-18 Reed switch for rapid cycle, high power applications
AU60437/73A AU461103B2 (en) 1969-04-24 1973-09-18 Reed switch for rapid cycle, highpower applications
AU60435/73A AU467146B2 (en) 1969-04-24 1973-09-18 Reed switch for rapid cycle, high power applications

Applications Claiming Priority (14)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US81891369A 1969-04-24 1969-04-24
AU11019/70A AU436528B2 (en) 1969-04-24 1970-02-04 Reed switch for rapid cycle, highpower applications
GB887970 1970-02-24
GB4021672 1970-02-24
GB4021772 1970-02-24
GB4021972 1970-02-24
DE2065917A DE2065917C3 (de) 1969-04-24 1970-04-06 Elektrischer Schalter mit Kontakten, in denen der Strom bei Kontaktöffnung stets in gleicher Richtung fließt
DE2065918A DE2065918C3 (de) 1969-04-24 1970-04-06 Schaltzunge für elektromagnetisch betätigte Kontaktanordnungen
DE2065919A DE2065919C3 (de) 1969-04-24 1970-04-06 Magnetisch betätigter Schalter mit mindestens einer federnden kontakttragenden Schaltzunge, neben welchem ein Anschlag angeordnet ist
DE2065920A DE2065920C3 (de) 1969-04-24 1970-04-06 Magnetisch betätigter elektrischer Schalter mit mindestens einer flexiblen, magnetisch permeablen Schaltzunge
AU60434/73A AU6043473A (en) 1969-04-24 1973-09-18 Reed switz for rapid cycle, high power applications
AU60436/73A AU6043673A (en) 1969-04-24 1973-09-18 Reed switch for rapid cycle, high power applications
AU60437/73A AU461103B2 (en) 1969-04-24 1973-09-18 Reed switch for rapid cycle, highpower applications
AU60435/73A AU467146B2 (en) 1969-04-24 1973-09-18 Reed switch for rapid cycle, high power applications

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2065918A1 true DE2065918A1 (de) 1977-03-03
DE2065918B2 DE2065918B2 (de) 1978-01-12
DE2065918C3 DE2065918C3 (de) 1978-09-07

Family

ID=27584618

Family Applications (5)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19702016308 Pending DE2016308A1 (de) 1969-04-24 1970-04-06 Magnetisch betätigter Schutzrohrkontakt
DE2065919A Expired DE2065919C3 (de) 1969-04-24 1970-04-06 Magnetisch betätigter Schalter mit mindestens einer federnden kontakttragenden Schaltzunge, neben welchem ein Anschlag angeordnet ist
DE2065920A Expired DE2065920C3 (de) 1969-04-24 1970-04-06 Magnetisch betätigter elektrischer Schalter mit mindestens einer flexiblen, magnetisch permeablen Schaltzunge
DE2065918A Expired DE2065918C3 (de) 1969-04-24 1970-04-06 Schaltzunge für elektromagnetisch betätigte Kontaktanordnungen
DE2065917A Expired DE2065917C3 (de) 1969-04-24 1970-04-06 Elektrischer Schalter mit Kontakten, in denen der Strom bei Kontaktöffnung stets in gleicher Richtung fließt

Family Applications Before (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19702016308 Pending DE2016308A1 (de) 1969-04-24 1970-04-06 Magnetisch betätigter Schutzrohrkontakt
DE2065919A Expired DE2065919C3 (de) 1969-04-24 1970-04-06 Magnetisch betätigter Schalter mit mindestens einer federnden kontakttragenden Schaltzunge, neben welchem ein Anschlag angeordnet ist
DE2065920A Expired DE2065920C3 (de) 1969-04-24 1970-04-06 Magnetisch betätigter elektrischer Schalter mit mindestens einer flexiblen, magnetisch permeablen Schaltzunge

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2065917A Expired DE2065917C3 (de) 1969-04-24 1970-04-06 Elektrischer Schalter mit Kontakten, in denen der Strom bei Kontaktöffnung stets in gleicher Richtung fließt

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU467146B2 (de)
DE (5) DE2016308A1 (de)
FR (1) FR2045513A5 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4011533A (en) * 1976-01-14 1977-03-08 Briggs & Stratton Corporation Magnetically actuated switch for precise rapid cycle operation

Also Published As

Publication number Publication date
DE2065919A1 (de) 1977-03-03
DE2065920A1 (de) 1977-03-03
DE2065918B2 (de) 1978-01-12
FR2045513A5 (de) 1971-02-26
DE2065920B2 (de) 1978-01-12
DE2065917A1 (de) 1977-03-10
AU467146B2 (en) 1973-12-06
DE2065920C3 (de) 1978-09-07
AU6043573A (en) 1973-12-06
DE2065919C3 (de) 1978-09-14
DE2065918C3 (de) 1978-09-07
DE2065917C3 (de) 1978-09-07
DE2016308A1 (de) 1970-11-12
DE2065919B2 (de) 1978-01-12
DE2065917B2 (de) 1978-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0640242B1 (de) Kontaktfederanordnung für ein relais zum führen und schalten hoher ströme
EP0444283B1 (de) Leitungsschutzschalter mit einem elektromagnetischen Auslöseorgan
DE1924701C3 (de) Vorrichtung zur Betätigung eines Schalters mit einem zwei in Abstand voneinander befindliche Schenkel aufweisenden Bimetallblech
DE2065918A1 (de) Schaltzunge fuer elektromagnetisch betaetigte kontaktanordnungen
DE1279190B (de) Magnetisch betaetigter Schutzrohrkontakt
AT394637B (de) Lotpille
DE1944143C3 (de) Lichtbogenkammer
EP0013991B2 (de) Kontaktfederanordnung für gepolte elektromagnetische Relais
DE2449225C3 (de) Verdampfungstiegel für Vakuumbedampfungs anlagen
DE4219823A1 (de) Neigungsschalter
DE8116235U1 (de) Thermomagnetisch betätigter Schalter mit zwei verschiedenen Arbeitstemperaturen
DE102008049995B3 (de) Vakuumschaltröhre
EP0955655B1 (de) Abschirmung und Getter für eine Vakuumschaltröhre und Verfahren zum Befestigen des Getters an der Abschirmung
DE102019117804A1 (de) Elektrisches Kontaktsystem für eine Schalteinrichtung
DE571574C (de) Oxydkathode fuer Entladungsgefaesse, insbesondere fuer hohe Leistungen
DE3023673A1 (de) Verfahren zur loeschung des abreissbogens in schaltern und magnetfeldanordnung im kathodenbereich eines schalters zur durchfuehrung dieses verfahrens
DE1172775B (de) Elektromagnetischer Wechselschalter mit einseitiger Ruhelage
DE1640179A1 (de) Magnetisch betaetigbarer Lamellenschalter
DE1566033C (de) Lauffeldröhre mit einer Verzögerungsleitung mit Leitungstrenner
EP0563830B1 (de) Vakuumschaltrohr für Nieder- und Mittelspannungsschalter, insbesondere für Vakuumschütze
DE2163549A1 (de) Verfahren zum Präparieren der aktiven Oberflächen von elektrischen Kontakten
EP0131798A2 (de) Gehäuse einer Vakuumschaltröhre
DE2145082B2 (de) Elektronenstrahlkanone
DE2050007C3 (de) Schutzrohr-Schalter
DE2156473A1 (de) Schutzrohr - Schalter

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee