DE3701758A1 - Kontaktanordnung fuer einen vakuumschalter - Google Patents

Description

Bei der Erfindung wird ausgegangen von einer Kontaktanordnung für einen Vakuumschalter gemäss dem Oberbegriff von Patent­ anspruch 1.

Eine derartige Kontaktanordnung ist etwa aus DE-OS 29 12 823 bekannt. Die bekannte Kontaktanordnung weist zwei sich auf einer Achse gegenüberstehende, topfförmig ausgebildete Kon­ taktstücke auf, deren Wände gegenläufig geschlitzt sind. Hier­ durch wird erreicht, dass der beim Ausschalten zwischen den Kontaktstücken gezogene Schaltlichtbogen magnetisch abgelenkt wird und um die Achse rotiert. Dies bewirkt zwar eine Herab­ setzung des Konaktabbrandes, hat aber auch eine erhebliche Minderung der mechanischen Festigkeit der Kontaktstücke zur Folge.

Die Erfindung, wie sie in Patentanspruch 1 angegeben ist, löst die Aufgabe, eine Kontaktanordnung für einen Vakuumschal­ ter anzugeben, welche sich durch hohe mechanische Festigkeit und geringen Verschleiss auszeichnet.

Die erfindungsgemässe Kontaktanordnung weist nahezu die gleiche mechanische Festigkeit auf wie eine vergleichbare Kontaktan­ ordnung ohne magnetische Ablenkung des Schaltlichtbogens. Sie ist einfach herzustellen und gleichzeitig durch eine ge­ ringe Kontakterosion und eine hohe Grenzstromstärke hinsichtlich des Einsetzens des Anodenflecks ausgezeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgen anhand von in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1 eine Aufsicht auf eine Kontaktanordnung nach der Erfin­ dung,

Fig. 2 eine Aufsicht auf einen längs II-II geführten Schnitt durch ein in Stempelform ausgeführtes Kontaktstück der Kontaktanordnung gemäss Fig. 1,

Fig. 3 eine Aufsicht auf einen längs III-III geführten Schnitt durch ein in Stempelform ausgeführtes Kontaktstück der Kontaktanordnung gemäss Fig. 1,

Fig. 4 eine Aufsicht auf einen längs IV-IV geführten Schnitt durch ein in Stempelform ausgeführtes Kontaktstück der Kontaktanordnung gemäss Fig. 1, und

Fig. 5 eine Aufsicht auf einen längs II-II geführten Schnitt durch ein in Topfform ausgeführtes Kontaktstück der Kontaktanordnung gemäss Fig. 1.

Die in Fig. 1 dargestellte Kontaktanordnung eines Vakuumschal­ ters weist zwei in einem nicht dargestellten evakuierten Gehäuse befindliche zylinderförmige Kontaktstücke 1 und 2 auf, welche mittels eines ebenfalls nicht dargestellten Antriebs längs einer Achse 3 miteinander in oder ausser Eingriff bringbar sind. Die einander gegenüberstehenden freien Enden der Kontakt­ stücke 1 und 2 sind mit ebenen, etwa Chrom-Kupfer enthaltenden, Kontaktteilen 4 und 5 belegt. Die Kontaktstücke 1 und 2 können Stempel- oder Topfform aufweisen. Weisen sie Stempelform auf, so sind die Kontaktteile 4, 5 als Scheiben ausgebildet. Weisen sie hingegen Topfform auf, so sind die Kontaktteile 4, 5 ring­ förmig ausgebildet und auf den Topfrändern angebracht.

In den Kontaktstücken 1, 2 sind als Bohrungen mit (im Millime­ terbereich liegenden) gleichen Durchmessern ausgeführte Löcher 6 angebracht. Diese Löcher 6 sind quer zur Achse 3 zentral durch die Kontaktstücke 1, 2 geführt und enden jeweils auf entgegenge­ setzten Seiten der Mantelflächen der Kontaktstücke 1, 2. Die Löcher 6 sind in senkrecht zur Achse 3 verlaufenden und axial gegeneinander versetzten Ebenen a, b, c bzw. a′, b′, c′ ange­ ordnet. Die Ebenen a, b, c, bzw. a′, b′, c′ sind jeweils gleich­ artig ausgebildet. Aufeinanderfolgende Ebenen, z.B. c′ und b′ bzw. b′ und a′ sind in einer vorgegebenen Richtung azimutal gegeneinander um einen vorzugsweise zwischen 10° und 40° liegen­ den Winkel verdreht. Hierbei sind die Oeffnungen der am engsten benachbarten Löcher 6 der Ebenen a, b, c bzw. a′, b′, c′ auf Schraubenlinien 7 angeordnet. Der Mittelpunktsabstand der längs der Schraubenlinien 7 benachbarten Löcher 6 ist höchstens gleich dem doppelten Durchmesser dieser Löcher.

Anstatt als Bohrungen mit gleich dimensionierten Durchmessern ausgebildet zu sein, können die Löcher 6 auch unterschiedlich gross bemessen sein. So können die in einer Ebene angeordneten Löcher unterschiedliche Grösse aufweisen, wobei jedoch die längs der Schraubenlinie 7 angeordneten Löcher 6 gleich dimensioniert sein sollten.

Wie aus den Fig. 2 bis 4 ersichtlich ist, sind in jeder der Ebenen a′, b′ und c′ des Kontaktstücks 2 vier jeweils um 45° gegeneinander azimutal verdrehte Löcher 6 vorgesehen. Diese vier Löcher bilden in jeder der drei Ebenen a′, b′ bzw. c′ einen zentralen Hohlraum 8, 9 bzw. 10. Die Ebenen a′ und b′ bzw. b′ und c′ sind jeweils um 15° gegeneinander im Gegenuhrzeigersinn verdreht. Die entsprechend aufgebauten Ebenen a und b bzw. b und c sind hingegen um 15° im Uhrzeigersinn gegeneinander verdreht.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, entfällt bei einem topfförmig ausgebildeten Kontaktstück die Bildung der Hohlräume 8, 9 und 10, da die Löcher 6 jeweils nur durch die einander gegenüberliegenden Seitenwände des Topfes geführt sind.

Die Wirkung einer solchen Kontaktanordnung ist wie folgt:

Beim Ausschalten werden die beiden Kontaktstücke 1, 2 voneinan­ der getrennt und ein auf den Kontaktteilen 4, 5 fussender Schaltlichtbogen 11 gezogen. Durch die vorstehend beschriebene Anordnung der Löcher 6 wird im Kontaktstück 2 erreicht, dass der Stromfluss im Kontaktstück 2 (wie durch einen Pfeil ange­ geben ist) schräg erfolgt und eine im Uhrzeigersinn gerichtete azimutale Komponente aufweist. Entsprechend erfolgt auch im Kontaktstück 1 der Stromfluss schräg. Er weist hier eine im Gegenuhrzeigersinn gerichtete azimutale Komponente auf. Die azimutalen Komponente des Stromes rufen auf die Fusspunkte des Schaltlichtbogens 11 wirkende magnetische Feldkomponenten hervor, welche zu einer Ablenkung des Schaltlichtbogens in azimutaler Richtung und damit zu dessen Rotation führen.

Hierdurch wird Kontakterosion weitgehend vermieden, ohne jedoch wie bei den bekannten geschlitzten Kontaktstücken notwendig, die grosse mechanische Festigkeit der stempel- oder topfförmig ausgebildeten Kontaktstücke wesentlich herabzusetzen. Die in den Kontaktstücken übereinander liegenden Hohlräume 8, 9 und 10 be­ günstigen bei einem zentral gezogenen Schaltlichtbogen 11 dessen Verlagerung zum Rand hin, wodurch die Kontakterosion von stempel­ förmigen Kontaktstücken mit scheibenförmigen Kontaktteilen auch im Zentrum der Kontaktoberflächen wesentlich herabgesetzt wird.

Gegenüber vergleichbaren Kontaktanordnungen ohne Löcher bildet sich erst oberhalb einer wesentlich höheren Grenzstromstärke ein Anodenfleck aus. Diese Erhöhung der Grenzstromstärke dürfte sich daraus ergeben, dass die auf die Mantelflächen der Kontakt­ stücke 1, 2 geführten Löcher 6 ein Herablaufen von Kathoden­ flecken verhindern, so dass deren Beitrag zur Aufrechterhaltung des Schaltlichtbogens 11 erhalten bleibt.

Claims (7)

1. Kontaktanordnung für einen Vakuumschalter mit zwei auf einer gemeinsamen Achse (3) angeordneten und einander mit ebenen Kontaktteilen (4, 5) gegenüberstehenden zylinder­ förmigen Kontaktstücken (1, 2), bei dem in die Kontaktstücke (1, 2) auf deren Mantelflächen erstreckte Materialausneh­ mungen eingeformt sind zur magnetischen Ablenkung eines beim Trennen der Kontaktstücke (1, 2) zwischen den Kontakt­ teilen (4, 5) gezogenen Schaltlichtbogens (11), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Kontaktstücke (1, 2) als Materialausnehmungen quer zur Achse (3) zentral durch das Kontaktstück (z.B. 2) geführte und jeweils auf entgegengesetzten Seiten seiner Mantelfläche endende Löcher (6) enthält, von denen mindestens ein Teil axial gegeneinan­ der versetzt angeordnet ist und längs einer Schraubenlinie (7) auf der Mantelfläche liegende Oeffnungen aufweist.

2. Kontaktanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils mindestens zwei Löcher (6) in mindestens einer von mindestens zwei senkrecht zur Achse (3) verlaufenden, axial gegeneinander versetzten und längs der Schraubenlinie (7) azimutal gegeneinander verdrehten Ebenen (a, b, c, a′, b′, c′) angeordnet sind.

3. Kontaktanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in einer Ebene (z.B. c′) befindlichen Löcher (6) einen zentral auf der Achse (3) gelegenen, gemeinsamen Hohlraum (10) bilden.

4. Kontaktanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher (6) in mindestens drei gleichartig aufge­ bauten Ebenen (z.B. a′, b′, c′) angeordnet sind.

5. Kontaktanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Ebenen (z.B. a′, b′) um einen zwischen 10° und 40° liegenden Winkel azimutal gegeneinander ver­ dreht sind.

6. Kontaktanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass pro Ebene mindestens vier Löcher (6) vorgesehen sind.

7. Konaktanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die längs der Schraubenlinie (7) ange­ ordneten Löcher (6) als gleich dimensionierte Bohrungen ausgebildet sind, und dass der Mittelpunktsabstand zweier längs der Schraubenlinie (7) benachbarter Bohrungen höchstens gleich dem doppelten Durchmesser der Bohrungen ist.