DE629834C

DE629834C - Electromagnetically operated vacuum switch

Info

Publication number: DE629834C
Application number: DEB151453D
Authority: DE
Original assignee: BIRKA REGULATOR GmbH
Current assignee: BIRKA REGULATOR GmbH
Priority date: 1931-08-07
Filing date: 1931-08-07
Publication date: 1936-05-15

Description

An sich sind zur Betätigung von Vakuumschaltern bekanntlich nur sehr kleine Energien nötig. Jedoch neigen die Kontakte von Vakuumschaltern infolge Fehlens j eder Oxydbildung stark zum Verschweißen miteinander. Tritt ein solches Verschweißen der Kontakte aber ein, so sind verhältnismäßig große Kräfte erforderlich, um die Kontakte zu trennen. Werden Vakuumschalter elektromagnetisch betätigt, so ist damit zu rechnen, daß dieselben gelegentlich einmal nicht abschalten, wenn die Magnetspulen nur so stark bemessen sind, daß sie dem normalen Betriebszustand genügen. Man . ist daher gezwungen, die Spulen unnötig stark zu dimensionieren und die Schalter dadurch nicht unwesentlich zu vergrößern. Trotzdem ist man nicht sicher, ein Schweißen der Kontakte unbedingt dadurch zu verhindern.It is well known that only very small energies are required to operate vacuum switches necessary. However, the contacts of vacuum switches tend due to the lack of any oxide formation strong for welding together. If such welding of the contacts occurs but one, relatively large forces are required to separate the contacts. Vacuum switches become electromagnetic operated, it is to be expected that they will occasionally not switch off, if the solenoids are only dimensioned so strong that they can operate normally suffice. Man. is therefore forced to dimension the coils unnecessarily large and the switches are therefore not insignificant to enlarge. Nevertheless, one is not sure that welding the contacts is essential to prevent thereby.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß die Schweißstelle zwischen Vakuumkontakten zwar eine große Zugfestigkeit gegen ruhige oder langsam und stetig steigende Belastung besitzt, daß sie jedoch verhältnismäßig spröde ist und sich daher durch Schlag oder Stoß leicht zerstören läßt. Diese Tatsache macht sich die Erfindung zunutze. Sie besteht darin, umbauen bei zusammengesinterten Kontakten von elektromagnetisch betätigten Vakuumschaltern ein leichtes Öffnen des Schalters herbeizuführen, die Kontaktbetätigungseinrichtung zum Öffnen des Schalters so auszubilden, daß die elektromagnetischen Zugkräfte zunächst einen Anker verhältnismäßig großer Maße beschleunigen, welcher seinerseits vermittels der in ihm aufgespeicherten kinetischen Energie ein ruckartiges Öffnen der Kontakte bewirkt. Solche Einrichtungen sind zwar bei elektrischen Schaltern an sich schon bekannt. Hierbei handelt es sich aber nicht um Vakuumschalter, sondern um Luftschalter, und auch nicht darum, zusammengeschweißte Kontakte voneinander zu trennen.Experience has shown that the weld between vacuum contacts a great tensile strength against calm or slowly and steadily increasing loads possesses, however, that it is relatively brittle and is therefore affected by impact or impact can be easily destroyed. The invention makes use of this fact. It consists in remodel with sintered contacts easy opening of the switch by electromagnetically operated vacuum switches bring about the formation of the contact actuation device for opening the switch so that the electromagnetic tensile forces initially make an anchor relatively large Accelerate measure, which in turn by means of the kinetic Energy causes the contacts to open suddenly. Such devices are indeed in electrical switches per se already known. However, this is not a vacuum switch, but an air switch, nor is it about separating welded contacts from one another.

Die Erfindung ist an Hand der Abbildung, welche eine beispielsweise Ausführung darstellt, näher erläutert.The invention is on the basis of the figure, which represents an example embodiment, explained in more detail.

ι ist ein feststehender Kontakt, der sich am Ende eines Stabel 2 befindet. Der bewegliche Gegenkontakt 3 ist auf einer Kontaktplatte 4 befestigt und kann in der Bohrung eines aus feuerfestem Isoliermaterial bestehenden röhrenförmigen Hohlkörpers 5 entlang gleiten. Er wird durch eine Feder 6, welche sich gegen eine Isolierplatte 7 stützt, gegen den feststehenden Kontakt 1 gedrückt. Die Isolierplatte 7 ist vermittels zweier Bolzen 8 und 9 mit einem fianschartig ausgebildeten Ende 10 des rohrartigen Isolierkörpers 5 fest verbunden. Der Stab 2 ist über den Flansch 10 hinaus verlängert und mit einer Stromzuführungskappe 11 beispielsweise verschweißt, welche den einen äußeren Pol des Schalters bildet. Der bewegliche Kontakt 4 ist mittels eines biegsamen Kabels 12 mit dem Bolzen 9 verbunden. Das freie Ende dieses Bolzens 9 ist weiterhin mittels eines biegsamen Kabels 13 mit einer zweiten Stromzuführungskappe T4 ebenfalls beispielsweiseι is a fixed contact that is located at the end of a rod 2. The movable mating contact 3 is fastened on a contact plate 4 and can slide along in the bore of a tubular hollow body 5 made of refractory insulating material. It is pressed against the stationary contact 1 by a spring 6 which is supported against an insulating plate 7. The insulating plate 7 is firmly connected to a flange-like end 10 of the tubular insulating body 5 by means of two bolts 8 and 9. The rod 2 is extended beyond the flange 10 and, for example, welded to a power supply cap 11, which forms the one outer pole of the switch. The movable contact 4 is connected to the bolt 9 by means of a flexible cable 12. The free end of this bolt 9 is also for example by means of a flexible cable 13 with a second power supply cap T4

verschweißt. Auf den Bolzen 8 und 9 gleitet ein Anker 15, der von diesen Bolzen durch Isolierrohre 16'isoliert ist. Dieser Anker 15 besteht, um eine einfache Montage zu ermögliehen, aus zwei rohrförmigen Hälften, die durch irgendwelche bekannten Mittel zusammengehalten werden. Der Anker' 15 wird durch eine Schraubenfeder 17 in der gezeichneten Stellung gehalten. Er trägt an der to einen Seite zwei Stifte 18, welche sich durch . Bohrungen 19 eines zweiten Flansches des rohrförmigen Isolierkörpers 5 hindurchbewegen können. Über die Außenwand des zweckmäßigerweise rohrförmig, ausgebildeten Vakuumgefäßes 20 ist eine Magnetspule 21 geschoben. welded. An armature 15 slides on the bolts 8 and 9, which is carried by these bolts Insulating tubes 16 'is insulated. This anchor 15 consists of two tubular halves, the held together by any known means. The anchor '15 will held by a coil spring 17 in the position shown. He's wearing the to one side two pins 18, which are through . Move bores 19 of a second flange of the tubular insulating body 5 therethrough can. Over the outer wall of the expediently tubular, vacuum vessel 20, a solenoid 21 is pushed.

Die Wirkungsweise ist folgende: Der Anker 15 wird durch die Feder 1.7 in der gezeichneten Lage gehalten. Wird die Magnetspule 21 erregt, so wird der Anker 15 in die als Solenoid wirkende Spule 21 hereingezogen. Der erste Teil der Bewegung erfolgt vollkommen frei, lediglich gegen die Wirkung der Feder 17. Erst, wenn der Anker 15 eine gewisse Geschwindigkeit erreicht hat, kommen die Stifte 18 mit der Kontaktplatte 4 in Berührung, wodurch die Kontakte 1 und 3 ruckartig getrennt werden. Die im Augenblick der Kontakttrennung zur Verfügung stehende Kraft ist hierbei naturnotwendig ein Vielfaches der Kraft, die die Spule 21 auf den Anker bei Beginn der" Bewegung ausübt. Selbst eine sehr stark ausgebildete Schweißstelle zwischen den Kontakten wird durch dieses stoßartige Aufprallen zerrissen.The mode of operation is as follows: The armature 15 is driven by the spring 1.7 in held in the position shown. When the magnetic coil 21 is excited, the armature 15 becomes drawn into the coil 21 acting as a solenoid. The first part of the movement is completely free, just against the effect the spring 17. Only when the armature 15 has reached a certain speed come the pins 18 with the contact plate 4 in contact, whereby the contacts 1 and 3 be separated abruptly. The force available at the moment of the contact separation is naturally necessary here a multiple of the force that the coil 21 exerts on the armature at the beginning of the "movement. Even a very strong weld between the contacts is through that jerky impact tore apart.

Bei dem gezeichneten Schalter befinden sich sowohl die Kontakte als - auch der Magnetanker» innerhalb des Vakuumgefäßes 20. Die Erfindung ist jedoch nicht auf derartige Schalter beschränkt, vielmehr besteht auch die Möglichkeit, den Anker beispielsweise röhrenförmig um das Vakuumgefäß außen herumzulegen und den beweglichen Kontakt in bekannter Weise vermittels eines elastischen Wandungsteiles des Vakuumgefäßes zu bewegen. ·The switch shown has both the contacts and the magnet armature » within the vacuum vessel 20. However, the invention is not limited to such Switch is limited, but there is also the possibility of the armature, for example, tubular around the outside of the vacuum vessel and the movable contact in a known manner by means of an elastic To move the wall part of the vacuum vessel. ·

Um zu vermeiden, daß die Magnetspule 21 während der ganzen Dauer der Öffnungsperiode unter Strom steht und um den Schalter möglichst sicher gegen Erschütterungen zu machen, welche Schwingungen des Ankers zur Folge haben, ist es zweckmäßig, in an sich bekannter Weise den beweglichen Kontakt in der Offenstellung zu arretieren und gleichzeitig die Spule 21 auszuschalten. Eine derartige zusätzliche Einrichtung ist ebenfalls in der Abbildung dargestellt. Die Kontaktplatte 4 ist an der dem Kontakt entgegenliegenden Seite bei 22 klinkenförmig ausgebildet. Eine Gegenklinke 23, welche um einen Punkt 24 drehbar ist und durch eine Feder 25 gegen die Klinke 22 gedruckt wird, trägt an ihrer einen Seite eine federnde Verlängerung 26 und isoliert von dieser einen Kontakt 27. Ein Gegenkontakt 28 ist mechanisch und elektrisch mit dem Bolzen 8 verbunden. Auf Verlängerungen der Bolzen 8 und 9 kann ein ' zweiter Anker 29 gleiten. Er wird durch Federn 30 in der gezeichneten Lage gehalten. Die beiden Kontakte 27 und 28 sind durch biegsame Litzen 31 und 32 mit Einschmelzdrähten 33 und 34 verbunden und mittels derselben durch die Wandung des Glasgefäßes 20 hindurchgeführt. Auf der Außenwand des Glasgefäßes 20 befindet· sich eine zweite kleinere Magnetspule 35.In order to avoid the solenoid 21 being energized for the entire duration of the opening period and around the switch as safe as possible against shocks, which vibrations of the armature result, it is expedient to use the movable contact in a manner known per se to lock in the open position and at the same time switch off the coil 21. One such additional device is also shown in the figure. The contact plate 4 is pawl-shaped at 22 on the side opposite the contact. A counter pawl 23, which can be rotated about a point 24 and operated by a spring 25 is pressed against the pawl 22, carries on one side a resilient extension 26 and insulates a contact 27 therefrom. A mating contact 28 is mechanical and electrical connected to the bolt 8. A second anchor 29 can slide on extensions of the bolts 8 and 9. He is made by feathers 30 held in the position shown. The two contacts 27 and 28 are formed by flexible strands 31 and 32 with fuse wires 33 and 34 and passed through the wall of the glass vessel 20 by means of the same. On the outer wall of the A second, smaller magnetic coil 35 is located inside the glass vessel 20.

Die Wirkungsweise dieser Hilfseinrichtung ist die folgende:The mode of operation of this auxiliary device is as follows:

Hat der Anker 15 nach Berührung mit der Kontaktplatte 4 die Kontakte genügend weit geöffnet, so kommen die beiden Klinken 22 und 23 zum Eingriff. In diesem Augenblick öffnen jedoch die Kontakte 27 und 28 und unterbrechen den durch die Magnetspule 21 fließenden Strom. Die Kontakte werden B5 durch die Klinken 22 und 23 geöffnet gehalten. Soll der Schalter schließen, so wird die Magnetspule 35 erregt, sie zieht den Anker 29 in sich herein, welcher mit einer Nase 36 die Klinke 23 gegen die Wirkung der Feder 25 herunterdrückt, wodurch der bewegliche Kontakt 3. freigegeben und durch die Wirkung der Feder 6 zur Berührung mit ,dem Kontakt 1 gebracht wird.After contact with the contact plate 4, the armature 15 has the contacts far enough open, the two pawls 22 and 23 come into engagement. At this moment however, the contacts 27 and 28 open and interrupt that caused by the magnetic coil 21 flowing stream. The contacts are B5 held open by the pawls 22 and 23. If the switch is to close, the solenoid is activated 35 excited, it pulls the armature 29 into itself, which with a nose 36 the pawl 23 against the action of the spring 25 presses down, thereby releasing the movable contact 3. and by the action the spring 6 into contact with the contact 1 is brought.

Da bei dem momentan erfolgenden Abschalten der Magnetspule 21 erhebliche Überspannungen auftreten, die entweder zu einem Verschweißen der Hilfskontakte oder zu einem Durchschlagen der Spule führen würden, wird man zweckmäßig diesen Hilfskontakten außen in bekannter Weise wirkende Mittel parallel schalten, welche das Ansteigen der Schaltüberspannung über einen noch ungefährlichen Wert hinaus verhindern. Am zweckmäßigsten wird man hierzu in an sich bekannter Weise Gasentladungsstrecken in Reihe mit einem geeigneten induktionsfreien Widerstand verwenden.Since when the solenoid coil 21 is switched off at the moment, there are considerable overvoltages occur that either lead to welding of the auxiliary contacts or to would lead to a breakdown of the coil, these auxiliary contacts are expedient outside in a known manner acting means connect in parallel, which the rise prevent the switching overvoltage beyond a value that is still harmless. At the The most expedient for this is gas discharge paths in a manner known per se Use a series with a suitable non-inductive resistor.

In dem Fall, daß Hilfskontakte zur Ausschaltung der Magnetspule 21 im Innern des Vakuumgefäßes vorhanden sind, muß man darauf bedacht sein, auch bei einer evtl. Verschlechterung'des Vakuums einen Übertritt der möglicherweise sehr viel höheren Spannung des zu schattenden Hauptstromes auf die Hilfskontakte und somit auf das -- die Spule 21 speisende Niederspannungsnetz verhindern. Zu diesem Zweck wird man die Spule 21 - aus der Sekundärwicklung eines Transformators speisen und dieselbe sowohl gegen die Primärwicklung als auch gegen Erde für die Schaltspannung des Hauptstro-In the event that auxiliary contacts to turn off the solenoid 21 inside the Vacuum vessel are available, one must be careful, even with a possible deterioration'des Vacuum a crossing of the possibly much higher voltage of the main current to be shaded the auxiliary contacts and thus on the - prevent the coil 21 feeding the low-voltage network. For this purpose one becomes the coil 21 - from the secondary winding one Transformer feed and the same both against the primary winding and against Earth for the switching voltage of the main current

Claims

isolate mes. At the same time, the actuation switch will be in the primary side of this Switch on the auxiliary transformer.

■ »*" ■■ Claims: ·. / ΐ- ·

ι. Electromagnetically operated Vä * vacuum switch, characterized by such a design of the contact actuating device to »open the switch that the electromagnetic tensile forces initially make a magnet armature relatively accelerate to a great extent, which after covering a certain path by means of the in it thereby stored kinetic energy causes a jerky opening of the contacts.

2. Vacuum switch according to claim i, characterized in that the armature is arranged in the same vacuum vessel as the contacts.

3. Vacuum switch according to claim 1 and 2, characterized in that the Contacts are locked in the open position.

4. Vacuum switch according to claim 1 to 3, characterized by the arrangement. tion of a second smaller solenoid, which locks the spring-loaded Contacts releases, whereby the same are closed.

5. Vacuum switch according to claim 1 to 4, characterized in that the Auxiliary contacts arranged within the vacuum space, which the solenoid switch off after opening the main contacts, means for suppressing the switching overvoltage connected in parallel are.

6. Vacuum switch according to claim 1 to 5, the armature of which by alternating current is fed, characterized by the arrangement of an auxiliary transformer, in the secondary circuit of which the magnetic coils are connected and whose secondary winding is isolated from the primary winding and from earth for the voltage, which is to be switched off, whereby the .. actuation switch is provided in the primary circuit. 5 «

1 sheet of drawings