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Kontaktanordnung für Druckgasschalter mit einem rohr-
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förmigen Bauelement aus ferromagnetischem Material Zusatz zum Patent
.. .. ... (Patentanmeldung P 28 47 808.2) Die Erfindung betrifft eine Kontaktanordnung
für Druckgasschalter nach dem Patent .. .. ... (Patentanmeldung P 28 47 808.2 =
VPA 78 P 3794 BRD), bei der ein rohrförmiges Kontaktstück und ein diesem axial zugeordnetes
Kontaktstück vorgesehen sind, zwischen denen beim Ausschalten unter Last ein Lichtbogen
gezogen wird, der von einer Druckgasströmung beblasen wird, wobei das rohrförmige
Kontaktstück stirnseitig einen Düsenkörper mit einer sich von dessen Stirnseite
aus konisch erweiternden Kontur der Düsenöffnung und in seinem Inneren mit Abstand
ein rohrförmiges Bauelement aus ferromagnetischem Material aufweist, dessen innere
Mantelfläche konisch ausgebildet ist und die Kontur derDiisenöffnung fortsetzt.
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Das rohrförmige Bauelement aus ferromagnetischem Material hat die
Aufgabe, das Lichtbogenverhalten zu verbessern und dadurch die Schaltleistung zu
steigern. Es hat sich nun gezeigt, daß an dem ferromagnetischen Material ein erheblicher
Abbrand auftreten kann, obwohl sich die Lichtbogenfußpunkte auf diesem Werkstoff
rasch bewegen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Abbrand zu verringern
und dadurch die Schaltleistung des Druckgasschalters weiter zu vergrößern bzw. dessen
Lebensdauer zu steigern.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das rohrförmige
Bauelement an seiner dem Innenraum zugewandten Oberfläche eine Schicht aus Graphit
trägt.
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Auf diese Weise kann die hohe Beständigkeit von Graphit
gegen
Abbrand unter Beibehaltung der magnetischen Wirkung des rohrförmigen Bauelements
ausgenutzt werden.
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Vorteilhaft ist ferner der Wegfall der bisher beobachteten staubförmigen
Abbrandprodukte.
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Mit der Schicht aus Graphit kann das rohrförmige Bauelement in vorteilhafter
Weise dadurch versehen werden, daß eine Buchse mit zylindrischer Außenfläche und
konischer Innenfläche benutzt wird. Zur Auskleidung eines rohrförmigen Bauelements
größerer Länge können in Weiterbildung dieses Gedankens mehrere Buchsen mit stufenweise
zunehmendem Außendurchmesser in entsprechende Ausnehmungen des rohrförmigen Bauelements
aneinander anschließend eingesetzt sein und können einen sich kontinuierlich erweiternden
Innenraum begrenzen. Aufgrund der Erfahrungen bei der Herstellung von Düsenkörpern
aus Graphit sind auch Buchsen der vorstehend genannten Art mit den erforderlichen
Eigenschaften herstellbar.
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Es empfiehlt sich, die Buchse bzw. die Buchsen mit einem Preßsitz
in dem rohrförmigen Bauelement zu befestigen.
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Dies kann z. B. dadurch geschehen, daß eine mit einem gewissen Übermaß
hergestellte Buchse in das rohrförmige Bauelement mittels einer Preßvorrichtung
hineingedrückt wird, oder daß ein Schrumpfsitz herbeigeführt wird durch Erwärmen
des rohrförmigen Bauelements und/oder durch Abkühlung der Buchse aus Graphit.
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Im Prinzip ist es möglich, eine Buchse mit der gewünschten inneren
Kontur in das rohrförmige Bauelement einzufügen. Es hat sich Jedoch als vorteilhaft
erwiesen, eine Buchse bzw. Buchsen mit einem zylindrischen Innenraum zu verwenden
und erst nach dem Einsetzen in das rohrförmige Bauelement durch eine mechanische
Bearbeitung die konische Innenform zu erzeugen. Hierbei hat nämlich die Buchse zunächst
einen größeren Querschnitt und erweist sich als unempfindlicher gegen die Beanspruchungen
beim Einpressen bzw. Schrumpfen.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung naher erläutert.
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Die Fig. 1 zeigt die Kontaktanordnung eines Druckgasschalters im Schnitt.
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In der Fig. 2 ist in vergrößerter Darstellung ein bei der Kontaktanordnung
gemäß der Fig 1 benutztes rohrförmiges Bauelement aus ferromagnetischem Material
gezeigt, in dessen Innenraum drei Buchsen aus Graphit angeordnet sind.
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Die Fig. 1 zeigt in einem Schnitt ein Kontaktsystem für einen als
Blaskolbenschalter ausgebildeten Druckgasschalter. Das Kontaktsystem besteht aus
zwei auf einer gemeinsamen Achse angeordneten, feststehenden Kontaktstücken 1 und
2, die an ihren einander zugekehrten Stirnseiten Düsenkörper 3 bzw. 4 aus Graphit
tragen. Die bei den KontaktstUoke 1 und 2 werden in der in der Fig. 1 dargestellten
Einschaltstellung von einem rohrförmigen Überbrückungsschaltstück 5 überbrückt das
mehrere über den Umfang der Kontaktstü.cke 1 und 2 vertilt angeordnete, federbelastete
Kontaktfinger 6 umschließt. Im Verlaufe der Ausschaltbewegung in der Richtung des
Pfeiles 7 wird zugleich mit dem rohrförmigen Überbrückungsschaltglied 5 ein Blaszylinder
8 bewegt. Dadurch wird das Druckgas komprimiert, das sich in dem von dem Blaszylinder
8 und dem im wesentlichen feststehend angeordneten Kolben 10 abgegrenzten Innenraum
9 befindet.
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Beim Ablauf des Überbrückungsschaltstückes 5 von dem feststehenden
Kontaktstück 1 wird ein Lichtbogen gezogen, der von dem Überbrückungsschaltstück
5 auf den DUsenkörper 4 kommutiert wird. Der nunmehr zwischen den Düsenkörpern 3
und 4 brennende Lichtbogen wird in die Innenräume 1a bzw. 2a der Kontaktstücke 1
und 2 getrieben. In diesen Innenräumen sind angrenzend an die Düsenkörper 3
und
4 rohrförmige Bauelemente 11 aus ferromagnetischem Material, insbesondere Stahl,
mit Abstand von den Innenwänden der Kontaktstücke 1 und 2 angeordnet.
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Die innere Mantelfläche 12 des rohrförmigen Bauelements 11 ist konisch
ausgebildet und an die Kontur der Düsenkörper 3 und 4 derart angepaßt, daß die sich
von der Stirnseite 3a bzw. 4a der Düsenkörper 3 und 4 ausgehend erweiternde konische
Kontur der Düsenöffnungen 3b und 4b von der Kontur des rohrförmigen Bauelements
11 fortgesetzt wird.
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Bei der obehalb der Mittellinie 13 schematisch gezeichneten Konstruktion
ist das rohrförmige Bauelement 11 durch eine Schraubverbindung 14 mit dem Kontaktstück
1 in seiner Lage fixiert, wobei das rohrförmige Bauelement 11 und der Düsenkörper
3 bzw. 4 durch das Kontaktstück 1 bzw. 2 miteinander elektrisch leitend verbunden
sind.
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Bei einer anderen Ausführungsform, die unterhalb der Mittellinie 13
schematisch dargestellt ist, sitzt der Düsenkörper 3 bzw. 4 und das rohrförmige
Bauelement 11 auf einem elektrisch leitenden, ringförmigen Zwischenkörper 15, der
mit dem Kontaktstück 1 verschraubt ist. In beiden Fällen ist die Kontaktanordnung
mit zwei gleichartig ausgebildeten rohrförmigen Bauelementen 11 versehen.
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Wie die Fig. 1 ferner zeigt, befindet sich an der Innenseite der konischen
rohrförmigen Bauelemente 11 eine Schicht 20 aus Graphit. Der Aufbau dieser Graphitschicht
wird im folgenden anhand der Fig. 2 erläutert. In dieser ist ein rohrförmiges Bauelement
21 vergrößert als Einzelheit dargestellt, und zwar entsprechend der Ausführung des
Bauelements 11 im oberen Teil der Fig. 1. Die Graphitschicht 20 ist durch insgesamt
drei Buchsen gebildet, die zusammen eine durchgehende konische Innenfläche bilden.
Dabei hat die Buchse 22 einen geringeren AuBen-
durchmesser di als
die Buchse 23 und diese wiederum einen geringeren Außendurchmesser d2 als die Buchse
24 (d3). Dementsprechend ist das rohrförmige Bauelement 21 mit abgestuften zylindrischen
Ausdrehungen 25, 26 und 27 versehen. Die konische Innenfläche mit sich kontinuierlich
vergrößerndem Durchmesser kann dadurch gebildet sein, daß die Buchsen 22, 23 und
24 (oberer Teil der Fig. 2) bereits bei ihrer Herstellung als Einzelteile mit einer
entsprechenden Innenform versehen werden. Man kann jedoch auch entsprechend dem
unteren Teil der Fig.2 Buchsen 30, 31 und 32 verwenden, die eine gleichmäßige Wandstärke
besitzen, d. h. auch im Inneren zylindrische Öffnungen aufweisen. Es entsteht dadurch
zunächst innerhalb des rohrförmlgen Bauelements 21 ein abgestufter Innenraum entsprechend
den Ausdrehungen 25, 26 und 27 zur Aufnahme der Buchsen. Nach der Befestigung der
Buchsen 30, 31 und 32 in den Ausdrehungen 25, 26 und 27 wird dann die konische Innenform
durch spanabhebende Bearbeitung, z. B. Drehen, hergestellt, wodurch ein sprung-
bzw.
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stufenloser Übergang zwischen den Buchsen 30 und 31 bzw.
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31 und 32 sichergestellt ist.
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Die Befestigung der Buchsen in dem rohrförmigen Bauelement kann durch
Einpressen mit Hilfe einer hydraulischen Presse erfolgen. Das gleiche Ergebnis,
nämlich ein Preßsitz, kann auch durch Einschrumpfen der Buchsen in bekannter Weise
geschehen. Hierbei wird durch Erwärmung bzw. Abkühlung das Ineinanderfügen der Teile
erleichtert.
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Nach erfolgtem Temperaturausgleich sitzen die Teile dann fest ineinander.
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In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind zur Herstellung der
Graphitschicht 20 drei Buchsen vorgesehen.
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Es ist jedoch auch möglich, eine geringere oder größere Anzahl von
Buchsen vorzusehen. Ferner kommen zur Befestigung neben dem Preß- bzw. Schrumpfsitz
weitere Möglichkeiten des Zusammenfügens in Betracht, z. B. Kitten oder
Kleben.
Jedoch sind hinsichtlich des Einpressens bereits Erfahrungen vorhanden, da auch
die Düsenkörper 3 und 4 durch einen Preßsitz mit den Kontaktstücken 1 und 2 verbunden
werden. Wie man ferner erkennt, kann die Erfindung unabhängig davon benutzt werden,
wie die rohrförmigen Bauelemente mit den rohrförmigen Kontaktstücken 1 und 2 verbunden
werden. Daher ist die beschriebene Auskleidung der Bauelemente 11 bzw. 21 mit Buchsen
aus Graphit in gleicher Weise auch bei der-Ausführungsform gemäß dem unteren Teil
der Fig. 1 anwendbar.
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5 Ansprüche 2 Figuren