Die Erfindung betrifft einen Hochfrequenz-Leistungsschalter
laut Oberbegriff des Hauptanspruches.
Ein Hochfrequenz-Leistungsschalter dieser Art ist bekannt
(DGM 85 18 732). Die Steuerspule ist hierbei auf einem Spulen
körper aus Kunststoff angeordnet, auf den unmittelbar das
Abschirmgehäuse ohne Abstand aufgesetzt ist. Das Abschirm
gehäuse besteht aus zwei koaxial angeordneten Rohrteilen aus
Metall, zwischen denen die Steuerspule angeordnet ist und die
stirnseitig mit entsprechenden Metalldeckeln verschlossen sind.
Dieses Abschirmgehäuse ist auf ein Lagerrohr aufgeschoben, in
welchem der Glaskolben des Reed-Kontaktes eingesetzt ist.
Dieser bekannte Hochfrequenz-Leistungsschalter kann bedingt
durch den Aufbau des Reed-Kontaktes beispielsweise bis zu 5 A
Hochfrequenzsttröme schalten, seine Hochspannungsfestigkeit
gegenüber Masse ist wegen des engen Aufbaus zwischen diesem an
Massepotential liegenden Abschirmgehäuse der Steuerspule, die
ja bei Massepotential betrieben werden muß, und des ohne Ab
stand in diesem Abschirmgehäuse eingepaßten Reed-Kontaktes
relativ gering und beträgt höchstens 5 KV. Dies ist für manche
Zwecke, beispielsweise in Antennenanpaßgeräten für Hoch
frequenzsender großer Leistung nicht ausreichend.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Hochfrequenz-Leistungs
schalter mit Reed-Kontakten zu schaffen, der eine wesent
lich höhere Spannungsfestigkeit gegenüber Masse besitzt.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Hochfrequenz-Leistungs
schalter laut Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen
kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bei dem erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Leistungsschalter
umgibt das Abschirmgehäuse der Steuerspule den Glaskolben
des Reed-Kontaktes in einem entsprechend der gewünschten
Hochspannungsfestigkeit von beispielsweise 15 KV gewählten
Abstand. Zwischen der Innenringfläche der Ringöffnung des
Spulengehäuses und dem konzentrisch darinnen im Abstand
gehaltenen Glaskolben des Reed-Kontaktes ist nur der ideale
Isolator Luft vorhanden und der Reed-Kontakt kann daher
beispielsweise auch noch bei Hochfrequenz-Hochspannung
von 15 KV und mehr gegenüber Masse betrieben werden. Der
Abstand zwischen dem Reed-Kontakt und der diesen umgebenden
Ringfläche des Abschirmgehäuses kann nach den Bedürfnissen
der gewünschten Hochspannungsfestigkeit gewählt werden, die
durch diesen etwas größeren Abstand bedingten erforderlichen
magnetischen Betätigungskräfte für den Reed-Kontakt können
dann durch entsprechende Dimensionierung der Steuerspule
ausgeglichen werden. Durch das weitere erfindungsgemäße
Kompensationsmerkmal, nämlich die Eintrittsstelle der Kon
taktfahnen des Reed-Kontaktes innerhalb der elektrischen
Anschlußteile des Schalters abgeschirmt anzuordnen, wird
gewährleistet, daß diese bei Reed-Kontakten sehr empfind
liche Stelle frei von Hochspannungsfeldern ist und daher
auch dieser Teil des Reed-Kontaktes die gewünschte Hoch
spannungsfestigkeit von beispielsweise 15 KV oder mehr
aushält. Für die Realisierung dieser gleichzeitig als
elektrische Abschirmung wirkenden Anschlußteile für die
Anschlußfahnen des Reed-Kontaktes gibt es verschiedene
Möglichkeiten. Das Anschlußteil könnte beispielsweise in
Form eines kugelförmigen Gehäuses ausgebildet sein, wobei
der Glaskolben des Reed-Kontaktes über ein entsprechendes
Loch soweit bis in das Kugelinnere eingesteckt ist, daß die
Eintrittsstelle der Anschlußfahne innerhalb des Kugelgehäuses
zu liegen kommt. Die elektrische Verbindung zwischen der An
schlußfahne und dem Kugelgehäuse erfolgt innerhalb des Kugel
gehäuses über entsprechende Anschlußfahnen beispielsweise
durch Löten, wobei über die nachgiebig ausgebildeten An
schlußfahnen dafür gesorgt ist, daß der Reed-Kontakt sich
thermisch ausdehnen kann. Als besonders vorteilhaft hat es
sich jedoch erwiesen, wenn im Sinne der Unteransprüche
dieses Anschlußteil aus zwei übereinander angeordneten
tellerartigen Metallscheiben und dazwischen angeordneten
Tellerfedern besteht, da durch diese vorteilhafte Weiter
bildung einerseits die empfindliche Eintrittsstelle des
Reed-Kontaktes zwischen den übereinander angeordneten
Metallscheiben zu liegen kommt und daher frei von elektri
schen Hochspannungsfeldern ist, wobei der Reed-Kontakt in
jeder beliebigen radialen Richtung von diesem Anschlußteil
weggeführt werden kann. Außerdem ist kein Lötkontakt mehr
nötig, sondern die flache Anschlußfahne des Reed-Kontaktes
wird einfach zwischen die gegeneinander vorgespannten Teller
federn zwischen den beiden Metallscheiben eingesteckt und
so zwischen den Tellerfedern federnd gehalten, die Anschluß
fahne kann sich bei thermischer Belastung also auch gegen
über den Tellerfedern verschieben. Die abgerundeten Ränder
der tellerartigen Metallscheiben gewährleisten, daß auch
bei Betrieb des Schalters unter Nachspannung, beispielsweise
15 KV oder mehr, kein Funkensprühen zwischen den Hoch
spannungspotential liegenden Metallscheiben und dem un
mittelbar daneben angeordneten an Masse liegenden Abschirm
gehäuse der Steuerspule entstehen kann. Durch die erfindungs
gemäße Kombination wird also erstmals ein Hochfrequenz-
Leistungsschalter geschaffen, der nicht nur für große Ströme,
sondern auch für große Spannungen von 15 KV oder mehr gegen
Masse geeignet ist. Für größere Schaltströme können in an
sich bekannter Weise auch zwei oder mehr Reed-Kontakte pa
rallel zueinander zwischen den gleichzeitig als elektrische
Abschirmung wirkenden Anschlußteilen innerhalb der Ring
öffnung des Spulengehäuses angeordnet werden. Wenn außerdem
mit einem erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Leistungsschalter
in Schaltrichtung höhere Spannungen geschaltet werden sollen
als für den verwendeten Reed-Kontakt zulässig ist, können
auch zwei oder mehrere erfindungsgemäße Leistungsschalter
in Reihe geschaltet werden, wobei durch einen zusätzlichen
über den Anschlußteilen angebrachten Spannungsteiler dafür
gesorgt ist, daß jeder der Reed-Kontakte nur einen Hoch
spannungsanteil zu schalten hat, für den der Reed-Kontakt
ausgelegt ist. Die erfindungsgemäße Ausbildung der Anschluß
teile als tellerartige Metallscheiben mit dazwischen ange
ordneten Kontakt-Tellerfedern ermöglicht bei einem elektri
schen Gerät die sehr einfache elektrische Leitungsführung
der die Hochspannung führenden Leitungen und Bauelemente,
da zwischen den Tellerfedern nicht nur die Anschlußfahnen
des Reed-Kontaktes federnd eingesteckt werden können, sondern
in beliebiger radialer Richtung davon auch entsprechende
Verbindungsleitungen mit flachen Anschlußfahnen eingesteckt
und seitlich in beliebiger Richtung weggeführt werden können.
Ein erfindungsgemäßer Hochfrequenz-Leistungsschalter mit
beispielsweise 15 KV Hochspannungsfestigkeit kann sehr preis
wert hergestellt werden und ist wesentlich billiger als
beispielsweise bekannte Vakuumrelais, wie sie für höhere
Spannungen teilweise benutzt werden. Er verbindet die Vor
teile von Vakuum-Relais (Hochspannungsfertigkeit) mit denen
von Reed-Kontakten (kurze Schaltzeit, lange Lebensdauer).
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schema
tischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher
erläutert.
Die Figur zeigt teilweise im Schnitt einen erfindungs
gemäßen Hochfrequenz-Leistungsschalter in etwa natürlicher
Größe für etwa 5 A Schaltleistung und 15 KV Hochspannungs
festigkeit.
Der Schalter ist auf einer Grundplatte 1 auf
gebaut, die beispielsweise unmittelbar Bestandteil eines
mit einem solchen Schalter zu versehenden Hochfrequenz
gerätes ist. Auf dieser Grundplatte 1 sind im Abstand
voneinander zwei Hochspannungsisolatoren 2 befestigt,
deren Höhe entsprechend der gewünschten Hochspannungs
festigkeit gewählt ist. Am oberen Ende dieser Isolatoren
2 sind zwei tellerartige Metallscheiben 3 und 4 über eine
Schraube 5 befestigt, die auf ihrer Innenseite tellerfeder
artige geschlitzte Federelemente 6 und 7 aufweisen, deren
Federschenkelenden innen mit Vorspannung federnd aufeinan
der gepreßt sind. Die Metallscheiben 3 und 4 bestehen bei
spielsweise aus versilbertem Messing, die daran befestigten
nach innen abstehenden Tellerfedern 6 und 7 bestehen bei
spielsweise aus rhodiniertem Kupfer-Beryllium. Die Metall
scheiben 3 und 4 besitzen einen wulstartigen abgerundeten
Rand 8, wie dies der linke geschnitten dargestellte Teil
der Figur zeigt.
Zwischen die Tellerfedern 6 und 7 sind die flachen Anschluß
fahnen 9 und 10 eines Reed-Kontaktes 11 eingesteckt, der
Durchmesser der tellerartigen Metallscheiben 3 und 4 und
der gegenseitige Abstand der Isolatoren 2 ist so gewählt,
daß die Eintrittsstelle 12 der Anschlußfahnen 9 und 10
in den Glaskolben 13 des Reed-Kontaktes
innerhalb des Spaltes zwischen den mit
den Randwülsten 8 versehenen Metallscheiben 3 und 4 frei
von Hochspannungsfeldern liegt. Die Steuerspule 14 für den
magnetisch betätigbaren Reed-Kontakt 11 ist in einem ge
schlossenen Metallgehäuse 15 beispielsweise aus Messing
angeordnet, das auf der Grundplatte 1 befestigt und damit
elektrisch an Masse liegt, so daß die Steuerspule 14 eben
falls über eine an Masse liegende Steuerspannung betrieben
werden kann. Das Abschirmgehäuse besitzt eine durchgehende
Öffnung 16, um welche die Spule 14 konzentrisch gewickelt
ist. Der Abstand zwischen dem Glaskolben des Reed-Kontaktes
11 und der ringförmigen Innenfläche 17 der Gehäuseöffnung
16 ist so gewählt, daß zwischen dem Reed-Kontakt und dieser
an Masse liegenden Fläche 17 in Luft die gewünschte Spannungs
festigkeit von beispielsweise 15 KV gewährleistet ist. Die
abgerundeten Randwülste 8 der Scheiben 3 und 4, die ja rela
tiv nahe an dem Gehäuse 15 zu liegen kommen, gewährleisten,
daß auch zwischen den Metallscheiben und diesem Gehäuse 15
die erforderliche Spannungsfestigkeit gegeben ist und keine
Hochspannungsüberschläge zwischen diesen Teilen auftreten.
Da die Kontaktfahnen 9 und 10 des Reed-Kontaktes 11 nur
zwischen den Tellerfedern 6 und 7 eingesteckt sind, ist eine
Relativverschiebung dieser Teile bei thermischer Ausdehnung
gewährleistet. Die Ausbildung der Anschlußteile als Feder
kontakte ermöglicht auf einfache Weise auch die Herstellung
der Anschlüsse des Schalters mit den anderen Teilen einer
Hochfrequenzschaltung, wie dies für eine Leitungswegführung
18, deren flacher Endkontakt wiederum nur zwischen die
Tellerfedern 6 und 7 eingesteckt ist, schematisch angedeutet
ist. Die von allen Seiten zugänglichen Tellerfedern ermög
lichen das Wegführen beliebiger Anschlußteile in beliebiger
radialer Richtung.