DE842809C - Switch cartridge - Google Patents

Switch cartridge

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DE842809C
DE842809C DEP51867D DEP0051867D DE842809C DE 842809 C DE842809 C DE 842809C DE P51867 D DEP51867 D DE P51867D DE P0051867 D DEP0051867 D DE P0051867D DE 842809 C DE842809 C DE 842809C
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Fritz Dr Kesselring
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Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltpatrone mit mindestens einem magnetisch beeinflußbaren Schaltelement. Derartige Schaltpatronen können in der Schwach- und Starkstromtechnik in der mannigfaltigsten Weise zum Ein- und Ausschalten von Stromkreisen oder auch zur Einschaltung von Widerständen, Induktivitäten und Kapazitäten in elektrischen Schaltungen verwendet werden. Zur Betätigung werden sie mit einem Magnetfeld in Verbindung gebracht, das entweder durch einen permanenten Magneten oder durch stromdurchflossene Spulen erzeugt wird.The invention relates to a switch cartridge with at least one magnetically controllable Switching element. Such switching cartridges can be used in the most varied of light and heavy current technology Way to switch circuits on and off or to switch on resistors, inductances and capacitances in electrical circuits are used. To operate, they are connected to a magnetic field brought, either by a permanent magnet or by current-carrying Coils is generated.

Die Schaltpatrone nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung und An-Ordnung des Schaltelements, der magnetischen Gegenpole und der feststehenden Kontakte, daß die Wärmeabfuhr aus dem Schältelement im wesent lichen durch Wärmeleitung in Längsrichtung des Schaltelements an die feststehenden Kontakte erfolgt. Durch diese Maßnahme ist es möglich, ao bei kleinen Abmessungen der Schakpatrone -rela tiv hohe Stromdichten in der Größenordnung τοπ 5O Amp./mm2 und mehr zuzulassen, ohne daß eine unzulässig große Erwärmung des . Scfaakelements auftritt. Voraussetzung bei diesen hohen Strom- »5 dichten ist, daß beispielsweise bei Nennstrom die Schaltpatrone so ausgebildet ist, daß im Dauerbetrieb mit Nennstrom zwischen den feststehenden Kontakten ein Spannungsabfall von höchstens 0,15 V auftritt.The switching cartridge according to the invention is characterized by such a design and an arrangement of the switching element, the magnetic opposing poles and the fixed contacts that the heat dissipation from the switching element takes place in wesent union by conduction in the longitudinal direction of the switching element to the fixed contacts. This measure makes it possible to allow ao with small dimensions of the Schak cartridge -rela tiv high current densities of the order of τοπ 50 Amp. / Mm 2 and more without excessive heating of the . Failure occurs. A prerequisite for these high current densities is that, for example, at rated current, the switching cartridge is designed in such a way that a voltage drop of at most 0.15 V occurs between the fixed contacts in continuous operation with rated current.

Damit der Wärmefluß vom Schaltelement nach den feststehenden Kontakten immer mit Sicherheit So that the heat flow from the switching element to the fixed contacts is always safe

gewährleistet ist^ anderseits aber auch eine unzulässig hohe Temperatur des Schaltelements vermieden wird, ist es zweckmäßig, die Schaltpatrone so zu bemessen, daß das Schaltelement höchstens ioo° C wärmer wird als die feststehenden Kontakte. Da die Wärme an die Umgebung abgegeben werden ■ muß,-können die feststehenden Kontakte mit Kühlflächen versehen werden. Es ist aber auch möglich, die feststehenden Kontakte bezüglich ihrer Abmessungen und ihrer Wärmeleitfähigkeit so reichlich zu bemessen, daß sie ihre Wärme vornehmlich durch Wärmeleitung, beispielsweise an die reichlich dimensionierten Zuleitungen, abzuleiten vermögen. Wird nämlich die Stromdichte in den Zuleitungen so klein gehalten, daß sich diese nur mäßig über die Umgebungstemperatur erwärmen, so vermögen sie mit Leichtigkeit die in der SchaLtpatrone erzeugte Wärme abzuführen.on the other hand, an inadmissible one is guaranteed high temperature of the switching element is avoided, it is advisable to use the switching cartridge so to be dimensioned so that the switching element is not more than 100 ° C warmer than the fixed contacts. Since the heat must be given off to the environment, the fixed contacts can with cooling surfaces be provided. But it is also possible to change the dimensions of the fixed contacts and their thermal conductivity to be measured so abundantly that they get their heat mainly through Ability to dissipate heat conduction, for example to the generously dimensioned supply lines. Namely, if the current density in the leads is kept so small that they are only moderately over the Warm up the ambient temperature, so they can easily manage the temperature generated in the switch cartridge Dissipate heat.

Je nach dem Verwendungszweck werden entweder vom magnetischen Kreis isolierte, feststehende Kontakte angeordnet oder die magnetischen Gegenpole mindestens als Träger für die feststehenden Kontakte vorgesehen. In letzterem Falle wird im allgemeinen bei Erregung des Magnetfeldes der Stromkreis geschlossen, während bei Anordnung von isolierten - Gegenkontakten bei Erregung des Magnetfeldes meist eine Unterbrechung stattfindet. Es ist natürlich auch möglich, Unterbrechung und Einschaltung miteinander zu kombinieren. Die magnetischen Gegenpole können auch unmittelbar als feststehende Kontakte dienen.Depending on the intended use, fixed contacts are either isolated from the magnetic circuit arranged or the magnetic opposing poles at least as a carrier for the fixed contacts intended. In the latter case, the circuit is generally closed when the magnetic field is excited, while with the arrangement of isolated - mating contacts when the magnetic field is excited there is usually an interruption. It is of course also possible to interrupt and switch on to combine with each other. The magnetic opposing poles can also be directly as fixed Contacts serve.

Wurden auf dem Schaltelement und den magnetischen Gegenpolen in der üblichen Weise Kontaktbleche oder Kontaktstifte vorgesehen werden, so hätte dies zur Folge, daß im allgemeinen im eingeschalteten Zustand noch ein Luftspalt im magnetischen Kreis vorhanden ist, da sonst nicht mit Sicherheit eine Kontaktberührung gewährleistet ist. In den Fällen, in denen ein Kontaktabbrand auftritt, muß dieser Luftspalt so reichlich bemessen werden, daß die Kontakte auch im abgebrannten Zustand noch sicher zur Berührung kommen. Dieser Luftspalt hat nun den Nachteil, daß dadurch der Amperewindungsbedarf für die Bewegung des Schaltelements vergrößert und der Kontaktdruck im eingeschalteten Zustand verringert wird. Es ist daher zweckmäßig, die feststehenden und die auf dem Schaltelement angeordneten beweglichen Kontakte aus ferromagnetischem Material herzustellen, z. B.Were contact plates on the switching element and the magnetic opposing poles in the usual way or contact pins are provided, this would mean that in general in switched on State there is still an air gap in the magnetic circuit, otherwise not with certainty contact is guaranteed. In those cases in which contact wear occurs, this air gap must be dimensioned so generously that the contacts also in the burned-off state still sure to come into contact. This air gap now has the disadvantage that it reduces the ampere turn requirement for the movement of the switching element increased and the contact pressure in the switched on Condition is decreased. It is therefore advisable to use the fixed and the Switching element arranged to produce movable contacts made of ferromagnetic material, for. B.

aus Nickel, Eisen, Kobalt, ferromagnetischen Legierungen. Wesentlich ist lediglich, daß sie bis zur höchsten Betriebstemperatur eine möglichst große relative Permeabilität aufweisen, die mindestens 50 bis 100 betragen sollte.made of nickel, iron, cobalt, ferromagnetic alloys. It is only essential that they up to maximum operating temperature have the greatest possible relative permeability, which is at least 50 should be up to 100.

Unter Umständen kann das Verschwinden des ferromagnetischen Zustandes bei Erreichen der sogenannten Curie-Temperatur ausgenutzt werden, um beispielsweise eine Abschaltung bei hoher Temperatur des Schaltelements herbeizuführen. Bekanntlich hat Nickel eine Curie-Temperatur von : etwa 350° C. Es lassen sich aber auch sogenannte Häuslersche Legierungen mit einem Curie-Punkt bis herab auf etwa 700C herstellen.Under certain circumstances, the disappearance of the ferromagnetic state when the so-called Curie temperature is reached can be exploited in order, for example, to switch off the switching element when the temperature is high. As is known, nickel has a Curie temperature of: about 350 ° C., but it can also be so-called Häuslersche alloys having a Curie point to produce reduced to about 70 0 C.

Damit die Kontakte, insbesondere solche aus ferromagnetischem Material, sich im Betrieb nicht verändern, werden mit Vorteil mindestens die feststehenden Kontakte und das Schaltelement in einer chemisch inaktiven Atmosphäre angeordnet. Besonders zweckmäßig sind Stickstoff und Wasserstoff. So that the contacts, especially those made of ferromagnetic material, do not move during operation change, at least the fixed contacts and the switching element are advantageously in one chemically inactive atmosphere arranged. Nitrogen and hydrogen are particularly useful.

Die magnetisch aktiven Teile, nämlich das Schaltelement und die Gegenpole, wird man zweckmäßig so ausbilden, daß sie geringe Ummagnetisierungsverluste aufweisen. Insbesondere sollten die Hysterese- und Wirbelstromverluste klein sein, wenn sehr kurze Schaltzeiten erzielt werden sollen. Dies kann in an sich bekannter Weise durch Unterteilung geschehen; man kann insbesondere mindestens die Magnetpole auch in Form sogenannter Pulverkerne ausbilden.The magnetically active parts, namely the switching element and the opposing poles, one becomes expedient train them so that they have low core losses. In particular, the hysteresis and eddy current losses are small if very short switching times are to be achieved. This can done in a manner known per se by subdivision; you can in particular at least the Develop magnetic poles in the form of so-called powder cores.

Da derartige Schaltpatronen neben den mannigfaltigen Anwendungen auf dem Schwachstromgebiet ■ auch für Starkstrom verwendet werden sollen, wobei unter Umständen erhebliche Erwärmungen auftreten, muß dafür Sorge, getragen werden, daß durch die mit der Erwärmung verbundene Ausdehnung die Funktion nicht beeinflußt wird. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß die Ausdehnungskoeffizienten der miteinander zusammenwirkenden Teile der Schaltpatrone richtig aufeinander abgestimmt werden. Einzelheiten werden später an Hand der Fig. 2 beschrieben. Besonders einfach läßt sich der Einfluß der Erwärmung unschädlich machen, wenn die Kontakte und die Polflächen so ausgebildet werden, daß die Tangentialebenen in den Berührungspunkten der Kontakte und die Polflächen parallel zu der thermischen Hauptausdehnungsrichtung der Schaltpatrone stehen. Im allgemeinen bedeutet das, daß das Schaltelement so angeordnet wird, daß dessen Längsachse parallel zu der Längsachse der Schaltpatrone liegt.Since such switching cartridges in addition to the diverse applications in the low-current area ■ are also to be used for high voltage currents, whereby considerable heating may occur under certain circumstances, Care must be taken that due to the expansion associated with the heating, the Function is not affected. This can be done, for example, by the expansion coefficient the interacting parts of the switching cartridge are correctly matched to one another. Details will be given later described with reference to FIG. The influence of the warming can be made harmless in a particularly simple manner make when the contacts and the pole faces are formed so that the tangent planes in the Contact points of the contacts and the pole faces parallel to the main thermal expansion direction the switch cartridge. In general, this means that the switching element is so arranged is that its longitudinal axis is parallel to the longitudinal axis of the switching cartridge.

In vielen Fällen wirkt auf das Schaltelement neben der magnetischen Kraft noch eine Rückführkraft, die meist von federndem Material erzeugt ist. Besonders geeignet sind Torsionsfedern in ihren verschiedenen Abarten, wie Stabfeder, Schraubenfeder, Gummiblock. Um die Montage zu erleichtern, insbesondere dann, wenn das Schaltelement mit Feder und die magnetischen Gegenpole in einem Gehäuse untergebracht werden müssen, ist es zweckmäßig, mindestens das Schaltelement und seine Halterung zu einer konstruktiven Einheit zusammenzubauen. Die Halterung kann im allgemeinen aus einem kleinen Lagerbock bestehen, an dem das eine Ende der Feder befestigt ist, während am anderen Ende der Feder das Schaltelement angebracht ist. Unter Umständen ist es zweckmäßig, das Schaltelement mit seiner Halterung sowie die magnetischen Gegenpole und die feststehenden Kontakte zu einer konstruktiven Einheit zusammenzufassen. Dies hat den Vorteil, daß dann beispielsweise vor Einbau in ein Gehäuse die Einstellung des Schaltelements und der Feder durchgeführt werden kann, wodurch sich die Montage vereinfacht.In many cases, a feedback force acts on the switching element in addition to the magnetic force, which is usually made of resilient material. Torsion springs are particularly suitable in their different varieties, such as rod spring, coil spring, rubber block. To facilitate assembly, especially when the switching element with spring and the magnetic opposing poles in one housing must be accommodated, it is appropriate to at least the switching element and its bracket assemble into a constructive unit. The bracket can generally be made from consist of a small bearing block to which one end of the spring is attached, while at the other The switching element is attached to the end of the spring. It may be useful to use the switching element with its holder as well as the magnetic opposing poles and the fixed contacts to summarize a constructive unit. This has the advantage that then, for example, before Installation in a housing the adjustment of the switching element and the spring can be carried out, whereby assembly is simplified.

Häufig ist es zweckmäßig, die Schaltpatrone zusammeii mit einer Haltespule zu verwenden. DieseIt is often useful to put the switching cartridge together to be used with a holding coil. These

bewirkt, daß ein Rückgang in die Ruhelage nur bei kleinen Strömen möglich ist, beispielsweise bei 5 oder io%> des Nennstromes oder auch noch kleineren Stromwerten. Es ist insbesondere mit Rücksicht auf den Raumbedarf in vielen Fällen zweckmäßig, die ITaltespule und die Schaltpatrone in Form einer konstruktiven Einheit auszuführen.has the effect that a return to the rest position is only possible with small currents, for example at 5 or io%> of the nominal current or even smaller Current values. In many cases it is useful, especially with regard to the space requirements, the ITaltespule and the switching cartridge in the form of a structural unit.

Für andere Fälle, in denen die Schaltpatrone beispielsweise dazu benutzt wird, einen vorher kurzgeschlossenen Widerstand einzuschalten, kann es zweckmäßig sein, diesen Widerstand unmittelbar auf der Schaltpatrone aufzubringen. Dies ist vor allem deshalb vorteilhaft, weil dadurch in dem aus Widerstand und Schaltpatrone bestehenden Stromkreis eine möglichst kleine Induktivität erzielt werden kann, was wichtig ist für die funkenfreie Einschaltung des Widerstandes. In ähnlicher Weise ist es möglich, die Schaltpatrone mit einer Induktivität oder Kapazität zu vereinigen, wobei z. B. das Gehäuse der Sehaltpatrone gleichzeitig einen Bestandteil des Gehäuses des Kondensators sein kann.For other cases in which the switching cartridge is used, for example, a previously short-circuited one To switch on resistance, it may be useful to switch this resistance on directly to apply on the switch cartridge. This is particularly advantageous because it makes it out Resistance and switching cartridge existing circuit as small an inductance as possible can be achieved can, which is important for the spark-free connection of the resistor. In a similar way it is it possible to combine the switching cartridge with an inductance or capacitance, with z. B. the housing the Sehaltpatrone can be part of the housing of the capacitor at the same time.

Damit die Eigenschaften der Schaltpatrone unabhängig von den Einflüssen durch die Umgebung werden, ist es vorteilhaft, mindestens die magnetisch und elektrisch aktiven Teile hermetisch in einem Isolierkörper einzuschließen. Der Isolierkörper kann in vielen Fällen aus Preßmaterialien, gewickeltem Isolierrohr od. dgl. bestehen. Bei höheren Anforderungen wird man jedoch für den Isolierkörper zweckmäßig keramisches Material, Glas, Quarz od. dgl. verwenden. Da im allgemeinen das Magnetfeld in die Schaltpatrone ein- und austreten muß, ist es von Vorteil, als Isolierkörper ein Isolierrohr zu verwenden, das stirnseitig so abgeschlossen ist, daß praktisch keine Schwächung des magnetischen Flusses eintritt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß das Isolierrohr stirnseitig durch dünne Plättchen aus Isoliermaterial oder Metall abgeschlossen wird. Noch günstiger ist es, hierfür ferromagnetische Hleche von höchstens 0,5 mm Dicke, insbesondere 0,1 mm Dicke, zu verwenden, wobei die Anordnung so zu treffen ist, daß diese Bleche satt auf den magnetischen Gegenpolen aufliegen. Es ist zweckmäßig, wenn diese Bleche einen hohen spezinschen Widerstand aufweisen, damit geringe Wirbelstromverluste auftreten. Es kann notwendig sein, neben diesen Blechen noch Isolierscheiben oder Isolierplättchen vorzusehen, um die Schaltpatrone beispielsweise von den Magnetjochen zu isolieren. I lierfür wird man einen Werkstoff möglichst großer Durchschlagsfestigkeit, guter Wärmeleitfähigkeit und möglichst hoher zulässiger Temperatur verwenden. This means that the properties of the switch cartridge are independent of the effects of the environment it is advantageous to hermetically seal at least the magnetically and electrically active parts in an insulating body to include. The insulating body can in many cases made of molded materials, wound Insulating tube or the like. However, if the requirements are higher, the insulating body will be used expediently ceramic material, glass, quartz or the like. Use. Because in general the magnetic field must enter and exit the switching cartridge, it is advantageous to use an insulating tube as the insulating body use, which is closed at the front so that practically no weakening of the magnetic The river enters. This can be done, for example, that the insulating tube on the front side by thin Plate made of insulating material or metal is completed. It is even cheaper to use ferromagnetic ones for this Hleche not more than 0.5 mm thick, in particular 0.1 mm thick, to be used, with the arrangement is to be made in such a way that these sheets rest snugly on the magnetic opposing poles. It is useful if these sheets have a high specific resistance, so that low eddy current losses appear. In addition to these sheets, it may be necessary to use insulating washers or Provide insulating plates to isolate the switch cartridge, for example, from the magnet yokes. In order to do this, a material will be made of the highest possible dielectric strength and good thermal conductivity and use the highest permissible temperature possible.

I'm auf große Leistungen zu kommen, kann es zweckmäßig sein, die Schaltpatrone durch ein Kühlmittel zu kühlen. Dies läßt sich insbesondere dann leicht bewerkstelligen, wenn die Schaltpatrone selbst hermetisch gekapselt ist. Es kann dann beispielsweise ein Gasstrom, insbesondere ein Luftstrom, zur Kühlung verwendet werden. Die Schaltpatrone kann aber auch in einer ruhenden oder bewegten Flüssigkeit angeordnet werden, insbesondere in Ol oder in einer Wasser-Glykol-Lösung mit ausreichend kleiner Leitfähigkeit. Unter Umständen; kann das Kühlmittel auch als einzuschaltender Widerstand verwendet werden. Es wird dann im allgemeinen aus einem Elektrolyt entsprechender Leitfähigkeit bestehen. Hierbei ist es dann zweckmäßig, die Elektroden so auszubilden, daß dort keine unzulässig hohen Stromdichten auftreten.In order to achieve great results, it can be useful to replace the switching cartridge with a coolant to cool. This can be easily accomplished especially when the switching cartridge itself is hermetically sealed. It can then, for example, a gas flow, in particular an air flow, can be used for cooling. The switching cartridge can also be in a stationary or moving one Liquid can be arranged, especially in oil or in a water-glycol solution with sufficient small conductivity. In certain circumstances; the coolant can also be switched on Resistance can be used. It is then generally made from an electrolyte Conductivity. It is then expedient to design the electrodes so that there are none impermissibly high current densities occur.

Für vieleZwecke ist es vorteilhaft, mindstens zwei Schaltelemente elektrisch und magnetisch parallel zu schalten. Es können aber auch Schaltpatronen gebaut werden, die eine große Zahl von Schaltelementen, z. B. 10 bis 100 und mehr, enthalten. Insbebesondere für höhere Spannungen kann es zweckmäßig sein, mindestens zwei Schaltelemente innerhalb einer Patrone elektrisch in Reihe zu schalten. Sie können dabei auch magnetisch in Reihe geschaltet sein. Es besteht aber auch die Möglichkeit, sie elektrisch in Reihe, magnetisch jedoch parallel zu schalten.For many purposes it is advantageous to have at least two switching elements electrically and magnetically in parallel to switch. However, switching cartridges can also be built that contain a large number of switching elements, z. B. 10 to 100 and more. In particular for higher voltages it can be useful to have at least two switching elements inside to connect a cartridge electrically in series. They can also be connected in series magnetically be. But there is also the possibility of connecting them electrically in series, but magnetically in parallel switch.

Tn den Fig. 1 bis 3 sind einige beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. In Fig. 1 bedeutet 1 das magnetisch beeinflußte Schaltelement, das an der Torsionsfeder 2 befestigt ist; 3 und 4 sind die magnetischen Gegenpole, 5 und 6 die feststehenden Kontakte, die in Buchsen 7 und 8 ·,--eingeschraubt sind; 9 ist das Isolierrohr; 10 und 11 sind die dünnen, mit dem Isolierrohr gasdicht verbundenen Abschlußbleche. Gestrichelt sind die Joche 12 und 13 angedeutet, welche der Schaltpatrone den Steuerfluß Φ zuführen. Der zu schaltende Strom Ia wird der Schaltpatrone durch die ebenfalls gestrichelt angedeuteten Schienen 14, 15 zu- und abgeleitet. In der gezeichneten Stellung tritt der Strom von der Schiene 14 auf das feststehende Schaltstück 5 über, fließt dann durch das Schaltelement 1 zum feststehenden Kontakt 6 und von hier weiter durch die Schiene 15. Auf dem Schaltelement 1 können noch Kontakte 16 und 17 angebracht werden. Bei Erregung des Flusses Φ wird das Schaltelement 1 im Gegenuhrzeigersinn gedreht und hierbei der Strom Ia unterbrochen.1 to 3 show some exemplary embodiments of the invention. In Fig. 1, 1 denotes the magnetically influenced switching element attached to the torsion spring 2; 3 and 4 are the opposite magnetic poles, 5 and 6 are the fixed contacts that are screwed into sockets 7 and 8 ·, -; 9 is the insulating tube; 10 and 11 are the thin end plates connected to the insulating tube in a gas-tight manner. The yokes 12 and 13, which feed the control flow Φ to the switching cartridge, are indicated by dashed lines. The current I a to be switched is supplied to and diverted from the switching cartridge through the rails 14, 15 also indicated by dashed lines. In the position shown, the current passes from the rail 14 to the stationary contact 5, then flows through the switching element 1 to the stationary contact 6 and from here through the rail 15. Contacts 16 and 17 can also be attached to the switching element 1. When the flow Φ is excited, the switching element 1 is rotated counterclockwise and the current I a is interrupted.

Die gleiche Schaltpatrone kann aber auch so betrieben werden, daß der Strom Ib beispielsweise durch das Joch 13 über das Abschlußblech 11 auf den Gegenpol 4 übertritt, dann durch das mit dem Gegenpol 4 in Berührung stehende Schaltelement 1 fließt, um nun über Gegenpol 3, Abschlußblech 10 und Joch 12 wieder auszutreten. Bei Unterbrechung der Erregung bewegt sich das Schaltelement im Uhrzeigersinn, wobei dann eine Unterbrechung für den.Strom Ib auftritt. Die feststehenden Kontakte 5 und 6 können entweder nur als isolierte Anschlüsse dienen, es kann aber auch die Anordnung so getroffen werden, daß der Strom Ib unterbrochen und unmittelbar hinterher der Strom Ia eingeschaltet wird. Um den Luftspalt bei Berührung zwischen Schaltelement 1 und Gegenpolen 3, 4 praktisch Null iao zu machen, ist es zweckmäßig, die schwarz angedeuteten Kontakte 17, 18 und 19, 20 aus ferromagnetischem Material herzustellen. Die Schaltpatrone kann zudem mit einem Gas 21 gefüllt sein, das insbesondere bei Verwendung für höhere Spannungen erhöhten Druck von 5 bis 10 AtmosphärenThe same switch cartridge can, however, also be operated in such a way that the current I b passes through the yoke 13 via the end plate 11 to the opposite pole 4, then flows through the switching element 1 in contact with the opposite pole 4, in order to now pass through the opposite pole 3, End plate 10 and yoke 12 emerge again. When the excitation is interrupted, the switching element moves clockwise, with an interruption for den.Strom I b then occurring. The fixed contacts 5 and 6 can either only serve as isolated connections, but the arrangement can also be made so that the current I b is interrupted and the current I a is switched on immediately afterwards. In order to make the air gap practically zero when there is contact between the switching element 1 and the opposing poles 3, 4, it is expedient to make the contacts 17, 18 and 19, 20 indicated in black from ferromagnetic material. The switching cartridge can also be filled with a gas 21 which, especially when used for higher voltages, has an increased pressure of 5 to 10 atmospheres

aufweisen kann. Unter Umständen ist es zweckmäßig, die Schaltpatrone auszupumpen, so daß in ihrem Innern ein hohes Vakuum herrscht.may have. It may be useful to pump out the switch cartridge so that in there is a high vacuum inside.

Die Wärmeableitung erfolgt entweder durch Wärmeleitung längs der feststehenden Kontakte 5, 6 und der Metallbuchsen 7, 8 nach den richtig dimensionierten Zuleitungen 14, 15 oder bei Durchgang des Stroms Ib über die Gegenpole 3, 4 nach den Jochen 12, 13, die ebenfalls reichlich bemessen werden müssen.The heat is dissipated either by conduction along the fixed contacts 5, 6 and the metal sockets 7, 8 to the correctly dimensioned leads 14, 15 or when the current I b passes through the opposing poles 3, 4 to the yokes 12, 13, which are also plentiful must be measured.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführung einer erfindungsgemäßen Schaltpatrone, wobei die entsprechenden Teile die gleichen Bezugszeichen aufweisen wie in Fig. i. Das Schaltelement 1 liegt horizontal, die feststehenden Kontakte 5, 6 mit den Kühlflächen 22, 23 sind vertikal neben den Gegenpolen 3, 4. Die Polflächen stehen schräg, wodurch neben den Maxwellschen Zugkräften auch noch Zusatzkräfte, herrührend von der Divergenz derFig. 2 shows another embodiment of a switching cartridge according to the invention, the corresponding Parts have the same reference numerals as in Fig. I. The switching element 1 is horizontal, the fixed contacts 5, 6 with the cooling surfaces 22, 23 are vertical next to the opposite poles 3, 4. The pole faces are inclined, which means that in addition to Maxwell's tensile forces, there are also additional forces resulting from the divergence of the

ao Permeabilität, auftreten. Im übrigen ist die Wirkungsweise der Anordnung die gleiche wie in Fig. 1. Die dort erwähnten zusätzlichen Maßnahmen bezüglich Ausbildung der Kontakte können auch hier Anwendung finden. Um eine Veränderung, insbesondere des Schaltweges, bei Erwärmung zu verhindern, werden mit Vorteil die Ausdehnungskoeffizienten der Gegenpole 3, 4 und der feststehenden Kontakte 5, 6 mit denen des Gehäuses 9 so aufeinander abgestimmt, daß keine Veränderung der relativen Abstände in Abhängigkeit von der Temperatur eintritt.ao permeability, occur. Otherwise, the mode of operation of the arrangement is the same as in FIG. 1. The additional measures mentioned there with regard to the formation of contacts can also be carried out here Find application. In order to prevent a change, in particular of the switching path, when heated, the expansion coefficients of the opposing poles 3, 4 and the fixed ones are advantageous Contacts 5, 6 matched with those of the housing 9 so that no change in the relative distances as a function of the temperature occurs.

Fig. 3 zeigt eine Schaltpatrone mit drei elektrisch und magnetisch in Reihe geschalteten Schaltelementen ι und einer Haltespule 24. Der Strom / fließt zunächst über die Haltespule 24, von da zum Gegenpol 4, dann über die Schaltelemente 1 zum Gegenpol 3 und von hier zur Stromquelle. Zwischen den Schaltelementen sind noch feststehende Kontakte 25 angeordnet, damit die Lage der einzelnen Schaltelemente 1 im eingeschalteten Zustand eindeutig fixiert ist. Unter Umständen können diese feststehendenKontakte25 auch weggelassen werden. Das Gehäuse der Schaltpatrone dient gleichzeitig als Spulenkörper für die Haltespule 24.Fig. 3 shows a switching cartridge with three switching elements electrically and magnetically connected in series ι and a holding coil 24. The current / flows first via the holding coil 24, from there to Opposite pole 4, then via the switching elements 1 to the opposite pole 3 and from here to the power source. Between the switching elements are still fixed contacts 25 arranged so that the position of the individual Switching elements 1 is clearly fixed in the switched-on state. Under certain circumstances this fixed contacts25 can also be omitted. The housing of the switch cartridge serves at the same time as a bobbin for the holding coil 24.

Selbstverständlich können Schaltpatronen selbst beliebig parallel in Reihe oder auch in gemischten Schaltungen verwendet werden. Bei elektrischer Parallelschaltung von Schaltpatronen kann es zur Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Stromverteilung bis zur vollzogenen Abschaltung zweckmäßig sein, mit jeder Schaltpatrone eine Induktivität in Reihe zu schalten, die unter Umständen mit der Schaltpatrone eine konstruktive Einheit bildet. Werden Schaltpatronen mit Haltespule verwendet, so kann diese Induktivität durch mindestens einen Teil der Haltespule gebildet sein.It goes without saying that switch cartridges can be used in parallel in series or mixed Circuits are used. When switching cartridges are electrically connected in parallel, it can lead to Maintaining an even power distribution until shutdown is expedient be to connect an inductance in series with each switching cartridge, which under certain circumstances forms a structural unit with the switching cartridge. If switching cartridges with a holding coil are used, so this inductance can be formed by at least a part of the holding coil.

Bei Schalteinrichtungen mit mehreren der beschriebenen Schaltpatronen werden mit Vorteil mindestens die Schaltpatronen derjenigen Strompfade, die der Schalteinrichtung elektrisch getrennt zugeführt sind, wenigstens teilweise in dem von mindestens einer gemeinsamen Steuerspule erzeugten magnetischen Fluß angeordnet. Im einfachsten Anwendungsfall wird durch eine Steuerspule ein magnetischer Fluß erzeugt, wobei der Rückschluß über Schaltpatronen in an sich beliebiger Weise erfolgen kann. Im allgemeinen wird man die Anordnung so treffen, daß der Magnetkern, der von der Steuerspule umgeben ist, als Quelle für den magnetischen Fluß angesehen werden kann, wobei diese Quelle einen im Vergleich zu den Schaltpatronen geringen magnetischen Widerstand aufweist. Es ist dies jedoch nicht unbedingt notwendig; es kann vielmehr die Steuerspule unmittelbar auf eine Schaltpatrone einwirken, wobei weitere Schaltpatronen den magnetischen Rückschluß mindestens teilweise darstellen. Es ist aber auch denkbar, daß mehr als eine Steuerspule vorhanden sind, welche auf die dann magnetisch gekoppelten Schaltpatronen gemeinsam einwirken.In switching devices with several of the switching cartridges described are advantageous at least the switching cartridges of those current paths that are electrically isolated from the switching device are supplied, at least partially in the generated by at least one common control coil magnetic flux arranged. In the simplest application, a control coil a magnetic flux is generated, with the conclusion about switching cartridges in itself arbitrary Way can be done. In general, the arrangement will be made so that the magnetic core, which is surrounded by the control coil can be regarded as the source of the magnetic flux, this source has a low magnetic resistance compared to the switch cartridges. However, this is not absolutely necessary; Rather, it can directly contact the control coil a switching cartridge act, with further switching cartridges the magnetic yoke at least partially represent. But it is also conceivable that there are more than one control coil, which then act together on the magnetically coupled switching cartridges.

Die Anordnung kann nun so getroffen sein, daß einem bestimmten Steuerstrom bestimmte Schaltpatronen bezüglich ihres Ansprechens zugeordnet sind. Hierbei können die Schaltpatronen selbst verschiedene Ansprechwerte aufweisen. Es ist aber auch möglich, Schaltpatronen zu verwenden, von denen mindestens ein Teil den gleichen Ansprechwert aufweist. Durch Maßnahmen außerhalb dieser Schaltpatronen kann erreicht werden, daß jeweils ein Ansprechen bei bestimmten Werten des Steuer-Stroms zustande kommt. Eine derartige Maßnahme stellt beispielsweise die Einstellung eines bestimmten magnetischen Widerstands in den magnetischen Kreisen mindestens eines Teils der Schaltpatronen dar, beispielsweise durch Einfügung verschieden langer Luftspalte in den magnetischen Kreis.The arrangement can now be made so that a certain control current certain switching cartridges are assigned with regard to their contact. The switching cartridges themselves can have different Have response values. But it is also possible to use switch cartridges from at least some of which have the same response value. By taking action outside of this Switching cartridges can be achieved that each respond to certain values of the control current comes about. Such a measure represents, for example, the setting of a certain magnetic resistance in the magnetic circuits of at least a part of the switching cartridges, for example by insertion air gaps of different lengths in the magnetic circuit.

Für viele Zwecke ist es wünschenswert, daß alle Schaltpatronen gleichzeitig ansprechen. Im allgemeinen wird es zweckmäßig sein, die Schaltpatronen magnetisch parallel zu schalten, da dadurch die Steueramperewindungen klein gemacht werden können. Es gibt jedoch auch Fälle, in denen es vorteilhaft ist, die Schaltpatronen mindestens zum Teil magnetisch in Reihe zu schalten. 10§ For many purposes it is desirable that all switching cartridges respond at the same time. In general, it will be useful to magnetically connect the switch cartridges in parallel, as this allows the control ampere turns to be made small. However, there are also cases in which it is advantageous to connect the switching cartridges at least partially magnetically in series. 10 §

Als Steuerfluß wird man je nach der Art der Schalteinrichtung einen Gleich- oder veränderlichen Fluß verwenden. Will man erreichen, daß bei Wechselstrom der Steuerfluß nicht den Nullwert erreicht, so verwendet man zweckmäßig mindestens zwei phasenverschobene Steuerflüsse. Diese können von getrennten Stromquellen herrühren, meist wird man jedoch den einen phasenverschobenen Fluß in an sich bekannter Weise mit Hilfe von kurzgeschlossenen Wicklungen erzeugen. Eine derartige uj Wicklung kann gemeinsam sein für eine Anzahl von Schaltpatronen. Es ist aber auch möglich, jeder Schaltpatrone eine eigene kurzgeschlossene Wicklung zuzuordnen.Depending on the type of switching device, the control flow will be constant or variable Use river. If one wants to achieve that with alternating current the control flux does not have the zero value is achieved, it is expedient to use at least two phase-shifted control flows. these can originate from separate power sources, but most of the time you will use the one phase-shifted flow in generate in a known manner with the help of short-circuited windings. Such a uj Winding can be common for a number of switch cartridges. But it is also possible for everyone Assign the switching cartridge to its own short-circuited winding.

■ Für viele Anwendungsfälle ist es zweckmäßig, die Schalteinrichtung (für den Hauptstrom) mit einer Hilfsschalteinrichtung für die Steuerströme zu kombinieren, die ebenfalls vom Steuerfluß beeinflußt ist. Hierbei kann es vorteilhaft sein, die Hilfsschalteinrichtung ebenfalls mit Schaltpatronen auszurüsten, wobei diese Schaltpatronen im allge-■ For many applications it is advisable to have the switching device (for the main current) with to combine an auxiliary switching device for the control currents, which is also influenced by the control flow is. It can be advantageous here to also use the auxiliary switching device with switching cartridges to equip, whereby these switching cartridges in general

meinen kleinere Abmessungen haben und für kleinere Schaltleistungen bemessen werden können. Überschreitet der Strom einer getrennten Zuleitung zur Schalteinrichtung den zulässigen Strom einer Schaltpatrone, so wird man im allgemeinen für einen derartigen Strornpfad mindestens zwei Schaltpatronen elektrisch parallel schalten. Bei höheren Spannungen kann es vorteilhaft sein, mindestens zwei Schaltpatronen elektrisch in Reihe zumine have smaller dimensions and for smaller switching capacities can be measured. If the current exceeds a separate supply line to the switching device the permissible current of a switching cartridge, then one will in general Connect at least two switching cartridges electrically in parallel for such a current path. at For higher voltages, it can be advantageous to connect at least two switching cartridges electrically in series

ίο schalten.ίο switch.

Es gibt Schaltaufgaben, bei denen es vorteilhaft ist, die Schaltpatronen mit einer Haltespule auszurüsten. Diese bewirkt z. B. bei Gleichstrom, daß nach einem kurzen Kommando der Hauptstrom zu fließen beginnt und nun durch den Hauptstrom ein Magnetfeld erzeugt wird, das die Schaltpatrone im erregten Zustand erhält, auch dann, wenn der Steuerstrom wieder unterbrochen wird. Wesentlich bedeutungsvoller ist jedoch die Anordnung von Haltespulen bei Schalteinrichtungen für Wechselstrom. Hierdurch kann nämlich erreicht werden, daß bei Ausschaltung des Steuerstroms die magnetische Erregung durch den zu schaltenden Strom noch aufrechterhalten bleibt, bis sich der Strom dem Nulldurchgang nähert. Der Schaltvorgang spielt sich dann nur bei kleinen Stromwerten des Wechselstroms ab, wodurch Lichtbogenbildung und Kontaktabnutzungwesentlich verringert werden. Um eine möglichst streuungsfreie Anordnung zu erhalten, ist es zweckmäßig, die Haltespule unmittelbar auf der von ihr beeinflußten Schaltpatrone aufzubringen. Hierbei kann mindestens der zylinderförmige Teil der Schaltpatrone als Bestandteil eines Spulenkörper dienen. Es ist ohne weiteres denkbar, daß mehrere Schaltpatronen in einer gemeinsamen Steuerspule untergebracht sind. Ebenso kann eine Schaltpatrone auch eine größere Zahl von Schaltelementen enthalten, die, wenn es erwünscht ist, elektrisch voneinander isoliert sein können.There are switching tasks in which it is advantageous to equip the switching cartridges with a holding coil. This causes z. B. with direct current that after a short command the main current begins to flow and a magnetic field is now generated by the main current, which the switching cartridge receives in the energized state, even if the control current is interrupted again. Much more important, however, is the arrangement of holding coils in switching devices for alternating current. In this way it can be achieved that when the control current is switched off, the magnetic excitation is still maintained by the current to be switched until the current approaches the zero crossing. The switching process then only takes place at low current values of the alternating current, as a result of which arcing and contact wear are significantly reduced. In order to obtain an arrangement that is as scatter-free as possible, it is expedient to apply the holding coil directly to the switching cartridge which is influenced by it. Here, at least the cylindrical part of the switching cartridge can serve as part of a coil body. It is easily conceivable that several switching cartridges are accommodated in a common control coil. A switching cartridge can also contain a larger number of switching elements which, if desired, can be electrically isolated from one another.

In der Fig. 4 ist in schematischer Darstellung eine beispielsweise Schalteinrichtung nach der Erfindung dargestellt. Es bedeutet 31 den Kern, um den die Steuerspule 32 angeordnet ist; 33 und 34 stellen Joche dar, zwischen denen magnetisch parallel, elektrisch voneinander isoliert, die Schaltpatronen 35, 36 und 37 angeordnet sind. Diese bestehen, wie bei der Schaltpatrone 35 angedeutet ist, jeweils aus den Magnetpolen 38 und 39, dem beweglichen Schaltelement 40 und dem Isolierkörper 41. Die Haltespulen sind mit 42, 43, 44 bezeichnet. Die Hilfsschalteinrichtung 45 weist Schaltpatronen 46 auf, die zwischen den Jochen 47 und 48 angebracht sind. Der magnetische Kreis der Hilfsschalteinrichtung ist ebenfalls mit der Steuerspule 32 verkettet. Die Schaltpatronen 35, 36, 37 sind durch Isolierbänder 49, 50 von den Jochen 33, 34 isoliert.4 is a schematic representation of an example of a switching device according to the invention shown. It denotes 31 the core around which the control coil 32 is arranged; 33 and 34 Yokes represent, between which magnetically parallel, electrically isolated from each other, the switching cartridges 35, 36 and 37 are arranged. These consist, as is indicated in the case of the switching cartridge 35, each of the Magnetic poles 38 and 39, the movable switching element 40 and the insulating body 41. The holding coils are denoted by 42, 43, 44. The auxiliary switching device 45 has switching cartridges 46, which are attached between the yokes 47 and 48. The magnetic circuit of the auxiliary switching device is also linked to the control coil 32. The switch cartridges 35, 36, 37 are through insulating tapes 49, 50 isolated from yokes 33, 34.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist die folgende: Wird in der Steuerspule 32 ein Strom I1 eingestellt, so soll z.B. die Schaltpatrone 35 ansprechen, und es beginnt der Strom I1 zu fließen. Desgleichen kann auch mindestens eine der Hilfsschaltpatronen in Funktion treten. Erhöht man den Steuerstrom auf den Wert I0, so soll beispielsweise der -\*orher fließende Strom I2 unterbrochen werden, was durch Ansprechen eines zugehörigen Steuerschalters beispielsweise an eine Zentralstelle weitergemeldet wird. Schließlich kann bei einem Steuerstrom tg der Strom I3 zu fließen beginnen.The mode of operation of the arrangement is as follows: If a current I 1 is set in the control coil 32, the switching cartridge 35, for example, should respond, and the current I 1 begins to flow. Likewise, at least one of the auxiliary switching cartridges can also come into operation. If the control current is increased to the value I 0 , the previously flowing current I 2 , for example, should be interrupted , which is reported to a central point by responding to an associated control switch, for example. Finally , with a control current t g, the current I 3 can begin to flow.

Man erkennt aus dieser kurzen Erläuterung an Hand der Fig. 4, daß Schaltpatronen nach der Erfindung die mannigfaltigsten Anwendungen in sich schließen. So kann man beispielsweise mit besonderem Vorteil Wechselstromschütze, insbesondere für Mehrphasenstrom, aufbauen, wobei leicht einzusehen ist, daß sich besondere Vorteile ergeben bei komplizierten Schützsteuerungen. Soll z. B. eine Anzahl von Leitungen gleichzeitig geschaltet werden, so kann man alle Leitungen einer einzigen Steuerspule zuordnen. Für Anlaßsteuerungen kann man zweckmäßig durch, allmähliche Veränderung des Steuerstroms die nacheinander einzuleitenden Schalthandlungen herbeiführen. Andere Anwendungsgebiete ergeben sich bei Fernwirkanlagen, beispielsweise zur Fernsteuerung. Auch für Regelzwecke eignen sich Schalteinrichtungen mit Schaltpatronen gut. Schließlich ist es auch möglich, sie für Gleichrichter, Wechselrichter u. dgl. anzuwenden. It can be seen from this brief explanation with reference to FIG. 4 that switching cartridges close to the He-making the most varied applications in it. For example, alternating current contactors, in particular for multi-phase currents, can be constructed with particular advantage , it being easy to see that there are particular advantages in the case of complicated contactor controls. Should z. B. a number of lines are switched simultaneously, so you can assign all lines to a single control coil. For start-up controls, the switching operations to be initiated one after the other can expediently be brought about by gradually changing the control current. Other areas of application arise in remote control systems, for example for remote control. Switching devices with switching cartridges are also well suited for control purposes. Finally, it is also possible to use them for rectifiers, inverters and the like.

Die Hauptvorteile solcher Schalteinrichtungen bestehen darin, daß mit kleinen Steuerleistungen Schalthandlungen vielfältigster Art durchgeführt go werden können, wobei die speziellen Bedürfnisse im wesentlichen durch geeignete Kombinationen von Steuerspule und Schaltpatronen befriedigt werden können. Da die Schaltkontakte gekapselt sind, weisen derartige Schalteinrichtungen keine den atmosphärischen Einflüssen und der Verschmutzung ausgesetzten beweglichen Schaltteile auf, wodurch große Betriebssicherheit erzielt wird. Da es mit Hilfe von Schaltpatronen leicht möglich ist, Schalt zeiten in der Größe von etwa 10-4 Sekunden zu erreichen, können Schalthandlungen, insbesondere Regel- und Meßaufgaben, in denkbar kürzester Zeit durchgeführt werden.The main advantages of such switching devices are that switching operations of the most varied kinds can be carried out with small control powers, with the special needs being essentially able to be satisfied by suitable combinations of control coil and switching cartridges. Since the switching contacts are encapsulated, switching devices of this type do not have any moving switching parts exposed to atmospheric influences and contamination , so that high operational reliability is achieved. Since it is easily possible with the help of switching cartridges, switching times on the order of about 10- 4 seconds are to it, switching operations can, in particular control and measurement tasks are performed in the shortest time imaginable.

Claims (44)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: 1. Schaltpatrone mit mindestens einem magnetisch beeinflußten Schaltelement, gekenn zeichnet durch eine derartige Ausbildung und Anordnung des Schaltelements, der magnetischen Gegenpole und der feststehenden Kontakte, daß die Wärmeabfuhr aus dem Schalt element im wesentlichen durch Wärmeleitung in Längsrichtung des Schaltelements an die feststehenden Kontakte erfolgt. 1. Switching cartridge is characterized, marked with at least one magnetically influenced switching element by such a configuration and arrangement of the switching element, the opposing magnetic poles and the fixed con tacts that the heat dissipation from the switching element substantially by thermal conduction in the longitudinal direction of the switching element on the fixed contacts is performed . 2. Schaltpatrone nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung, daß im Dauerbetrieb mit Nennstrom zwischen den feststehenden Kontakten ein Spannungsabfall von höchstens 0,15 V auftritt. 2. Switching cartridge according to claim 1, marked is characterized by such a design that a voltage drop of at most 0.15 V occurs in continuous operation with rated current between the fixed contacts. 3. Schaltpatrone nach Anspruch 1, gekenn- iao zeichnet durch eine derartige Ausbildung, daß das Schaltelement höchstens ioo° C wärmer wird als die feststehenden Kontakte. 3. Switching cartridge according to claim 1, marked iao is characterized by such a design that the switching element is at most 100 ° C warmer than the fixed contacts. 4. Schaltpatrone nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehenden Kontakte mit Kühlflächen versehen sind. 4. Switching cartridge according to claim 3, characterized in that the fixed contacts are provided with cooling surfaces . 5· Schahpatrone nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung der feststehenden Kontakte bezüglich Abmessungen und Wärmeleitfähigkeit, daß sie ihre Wärme abzugeben vermögen.5 · Shah cartridge according to claim 3, characterized by such a design of the fixed contacts in terms of dimensions and thermal conductivity so that they can give off their heat. 6. Schaltpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Gegenpole als Träger der feststehenden Kontakte dienen.6. switching cartridge according to claim 1, characterized in that the magnetic opposing poles serve as a carrier for the fixed contacts. 7. Schaltpatrone nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehenden und die auf dem Schaltelement angeordneten beweglichen Kontakte aus ferromagnetischem Material bestehen.7. switching cartridge according to claim 6, characterized in that the fixed and the Movable contacts made of ferromagnetic material and arranged on the switching element exist. 8. Schaltpatrone nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die feststehenden Kontakte und das Schaltelement in einer chemisch inaktiven Atmosphäre angeordnet sind.8. switching cartridge according to claim 7, characterized in that at least the fixed Contacts and the switching element arranged in a chemically inactive atmosphere are. 9. Schaltpatrone nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung und Anordnung ihrer Teile, daß deren thermische Ausdehnung den Ansprechwert der Schaltpatrone nicht beeinflußt.9. switching cartridge according to claim 1, characterized by such a training and Arrangement of their parts, that their thermal expansion the response value of the switching cartridge unaffected. 10. Schaltpatrone nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung der Kontakte und der Polflächen, daß dieTangentialebenen in den Berührungspunkten der Kontakte und die Polflächen parallel zu der thermischen _ Hauptausdehnungsrichtung der Schaltpatrone stehen.10. Switching cartridge according to claim 9, characterized by such a design of the Contacts and the pole faces that the tangential planes in the contact points of the contacts and the pole faces parallel to the main thermal expansion direction of the switching cartridge stand. 11. Schältpatrone nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine derartige Anordnung des Schaltelements, daß dessen Längsachse parallel zu der Längsachse der Schaltpatrone Hegt.11. shell cartridge according to claim 10, characterized by such an arrangement of the switching element that its longitudinal axis is parallel to the longitudinal axis of the switching cartridge. 12. Schaltpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens das Schaltelement und seine Halterung zu einer konstruktiven Einheit zusammengebaut sind.12. Switching cartridge according to claim 1, characterized characterized in that at least the switching element and its holder to a constructive Unit are assembled. 13. Schaltpatrone nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement mit seiner Halterung, den Gegenpolen und feststehenden Kontakten zu einer konstruktiven Einheit zusammengebaut sind.13. Switching cartridge according to claim 12, characterized characterized in that the switching element with its holder, the opposite poles and stationary Contacts are assembled into a constructive unit. 14. Schaltpatrone nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Haltespule.14. Switching cartridge according to claim 1, characterized by a holding coil. 15. Schaltpatrone nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß Haltespule und Schaltpatrone eine konstruktive Einheit bilden.15. Switching cartridge according to claim 14, characterized characterized in that holding coil and switching cartridge form a structural unit. 16. Schaltpatrone nach Anspruch 1 zurWiderstandseinschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß der einzuschaltende Widerstand auf der Schaltpatrone aufgebracht ist.16. Switching cartridge according to claim 1 for switching on the resistance, characterized in that the resistor to be switched on is applied to the switch cartridge. 17. Schaltpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetisch und elektrisch aktiven Teile hermetisch in einem Isolierkörper eingeschlossen sind.17. Switching cartridge according to claim 1, characterized characterized in that the magnetically and electrically active parts are hermetically sealed in an insulating body are included. 18. Schaltpatrone nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß derlsolierkörper ein Isolierrohr ist, das stirnseitig so abgeschlossen ist, daß praktisch keine Schwächung des magnetischen Flusses eintritt.18. Switching cartridge according to claim 17, characterized characterized in that derlsolierkörper is an insulating tube which is closed at the end so that practically no weakening of the magnetic flux occurs. 19. Schaltpatrone nach Anspruch 18, dadurch19. Switching cartridge according to claim 18, characterized gekennzeichnet, daß das Isolierrohr beidseitig durch ferromagnetische Bleche von höchstens 0,5 mm Dicke abgeschlossen ist, die auf den Gegenpolen aufliegen.characterized in that the insulating tube on both sides by ferromagnetic sheets of at most 0.5 mm thickness is completed, which rest on the opposite poles. 20. Schaltpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch ein Kühlmittel gekühlt ist.20. Switching cartridge according to claim 1, characterized in that it is cooled by a coolant is. 21. Schaltpatrone nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel elektrisch isolierend ist.21. Switching cartridge according to claim 20, characterized in that the coolant is electrical is insulating. 22. Schaltpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Schaltelemente elektrisch und magnetisch parallel geschaltet sind.22. Switching cartridge according to claim 1, characterized in that at least two switching elements are electrically and magnetically connected in parallel. 23. Schaltpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Schaltelemente elektrisch in Reihe geschaltet sind.23. Switching cartridge according to claim 1, characterized in that at least two switching elements are electrically connected in series. 24. Schaltpatrone nach Anspruch 1 zur Verwendung in elektrischer Parallelschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Stromverteilung bis zur vollzogenen Abschaltung eine Induktivität in Reihe geschaltet ist, die mit der Schaltpatrone eine konstruktive Einheit bildet.24. Switching cartridge according to claim 1 for use in electrical parallel connection, characterized characterized in that to maintain an even current distribution up an inductance is connected in series to complete the shutdown, which is connected to the switching cartridge forms a constructive unit. 25. Schaltpatrone nach Anspruch 14 und 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität durch mindestens einen Teil der Haltespule gebildet ist.25. Switching cartridge according to claim 14 and 24, characterized in that the inductance is formed by at least part of the holding coil. 26. Schalteinrichtung mit Schaltpatronen nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Schaltpatronen derjenigen Strompfade, die der Schalteinrichtung elektrisch getrennt zugeführt sind, wenigstens teilweise in dem von mindestens einer gemeinsamen Steuerspule erzeugten magnetischen Fluß angeordnet sind.26. Switching device with switching cartridges according to claim I, characterized in that at least the switching cartridges of those current paths that are electrically isolated from the switching device are fed, at least partially in that of at least one common control coil generated magnetic flux are arranged. 27. Schalteinrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß einem bestimmten Steuerstrom bestimmte Schaltpatronen bezüglich ihres. Ansprechens zugeordnet sind.27. Switching device according to claim 26, characterized in that a certain Control current certain switch cartridges with regard to their. Responses are assigned. 28. Schalteinrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Schaltpatronen verschiedene Ansprechwerte aufweist.28. Switching device according to claim 27, characterized in that at least one part the switching cartridges have different response values. 29. Schalteinrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß von den Schaltpatronen, die bezüglich des Steuerstroms ver- no schieden ansprechen, mindestens ein Teil den gleichen Ansprechwert aufweist, jedoch Maßnahmen außerhalb dieser Schaltpatronen getroffen sind, um jeweils ein Ansprechen bei bestimmten Werten des Steuerstroms zu bewirken. 29. Switching device according to claim 27, characterized in that of the switching cartridges, which respond differently with regard to the control current, at least a part of the has the same response value, but measures have been taken outside of these switching cartridges are to cause a response at certain values of the control current. 30. Schalteinrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Widerstand in den magnetischen Kreisen mindestens eines Teils der Schaltpatronen verschieden ist.30. Switching device according to claim 29, characterized in that the magnetic Resistance in the magnetic circuits of at least some of the switching cartridges is different is. 31. Schalteinrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß alle Schaltpatronen gleichzeitig ansprechen.31. Switching device according to claim 26, characterized in that all switching cartridges address at the same time. 32. Schalteinrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil32. Switching device according to claim 26, characterized in that at least one part der Schaltpatroneii magnetisch parallel geschaltet ist.the Schaltpatroneii magnetically connected in parallel is. 33. Schalteinrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Schaltpatroneii magnetisch in Reihe geschaltet ist.33. Switching device according to claim 26, characterized in that at least one part the Schaltpatroneii is magnetically connected in series. 34. Schalteinrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerfluß ein Gleichfluß ist.34. Switching device according to claim 26, characterized in that the control flow is a Is constant flow. 35. Schalteinrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerfluß ein veränderlicher Fluß ist.35. Switching device according to claim 26, characterized in that the control flow is a variable flow is. 36. Schalteinrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Schaltpatronen von zwei phasenverschobenen Steuerflüssen beeinflußt ist.36. Switching device according to claim 26, characterized in that at least one part of the switching cartridges is influenced by two phase-shifted control flows. 37. Schalteinrichtung nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch eine Hilfsschalteinrichtung, die vom Steuerfluß beeinflußt ist.37. Switching device according to claim 26, characterized by an auxiliary switching device, which is influenced by the tax flow. 3S. Schalteinrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsschalteinrichtung Schaltpatronen enthält.3S. Switching device according to Claim 37, characterized in that the auxiliary switching device Contains switch cartridges. 39. Schalteinrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden der Schalteinrichtung getrennt zugeführten Strompfad mindestens zwei Schaltpatronen elektrisch parallel geschaltet sind.39. Switching device according to claim 26, characterized in that for each of the switching device separately supplied current path at least two switching cartridges are electrically connected in parallel. 40. Schalteinrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden der Schalteinrichtung getrennt zugeführten Strompfad mindestens zwei Schaltpatronen elektrisch in ' Reihe geschaltet sind.40. Switching device according to claim 26, characterized in that for each of the switching device separately supplied current path at least two switching cartridges are electrically connected in series. 41. Schalteinrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einem Teil der Schaltpatronen eine Haltespule zügeordnet ist.41. Switching device according to claim 26, characterized in that at least one Part of the switching cartridges is assigned a holding coil. 42. Schalteinrichtung nach Anspruch 41 für Wechselstrom, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Haltespule erzeugte Fluß so gewählt ist, daß eine Schaltung in der der Haltespule zugeordneten Schaltpatrone nur in der Nähe des Stromnulldurchgangs erfolgt.42. Switching device according to claim 41 for alternating current, characterized in that the Flux generated by the holding coil is selected so that a circuit in that of the holding coil assigned switching cartridge only takes place in the vicinity of the current zero crossing. 43. Schalteinrichtung nach Anspruch 41, da-, durch gekennzeichnet, daß die Haltespule unmittelbar auf der von ihr beeinflußten Schaltpatrone aufgebracht ist.43. Switching device according to claim 41, there, characterized in that the holding coil is directly on the switching cartridge influenced by it is upset. 44. Schalteinrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltpatronen mindestens teilweise als Bestandteil eines Spulenkörpers dienen.44. Switching device according to claim 26, characterized in that the switching cartridges serve at least partially as part of a bobbin. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings φ 5213 6.52φ 5213 6.52
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE957320C (en) * 1953-07-14 1957-01-31 Licentia Gmbh Circuit breakers, in particular installation circuit breakers
DE1033799B (en) * 1955-04-19 1958-07-10 Licentia Gmbh Device to protect transmitter tubes
DE1052531B (en) * 1955-01-26 1959-03-12 Calor Emag Elektrizitaets Ag Switching device with an axially symmetrical contact bridge seated on a torsion bar spring
DE1112566B (en) * 1952-12-05 1961-08-10 Siemens Ag Arrangement for closing an electromagnetically controlled alternating current switching device
EP2413338A1 (en) * 2010-07-30 2012-02-01 Siemens Aktiengesellschaft Switching device with cooling device

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2767279A (en) * 1952-01-25 1956-10-16 North Electric Co Electromagnetic relay
US2759062A (en) * 1952-05-02 1956-08-14 Bell Aircraft Corp Magnetic relay
US2706756A (en) * 1953-10-19 1955-04-19 Bell Telephone Labor Inc Electromechanical switch
US2946876A (en) * 1954-11-22 1960-07-26 Cons Electronics Ind Relay structure
US2984770A (en) * 1957-04-22 1961-05-16 Cutler Hammer Inc Electromagnetic devices
NL131296C (en) * 1959-06-17
US3130283A (en) * 1960-01-07 1964-04-21 Union Everedy Company Inc Multiple pole relay switch
US3480750A (en) * 1966-10-19 1969-11-25 Westinghouse Electric Corp Multiple-break enclosed-type circuit interrupters with external rotary contact driving means and single chamber construction
DE10213070C1 (en) * 2002-03-18 2003-11-13 Siemens Ag Electrical switching device with a contact piece arranged on a stem
CN108523675A (en) * 2018-06-15 2018-09-14 重庆市盛川荣科技有限责任公司 Intelligent drinking machine control switch
CN111769721B (en) * 2019-12-24 2023-09-22 陕西理工大学 Motor control power supply device and system

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US604682A (en) * 1898-05-24 moore
US684378A (en) * 1901-02-14 1901-10-08 George Westinghouse Electric lamp.
US1149054A (en) * 1913-11-17 1915-08-03 North East Electric Co Controller for electric generators.
US1185240A (en) * 1914-01-09 1916-05-30 Kemp & Lauritzen Electrical relay.
US1510341A (en) * 1921-06-04 1924-09-30 Wireless Specialty Apparatus Electrical apparatus
DE451596C (en) * 1925-10-04 1927-10-28 Elfa Elektrotechnische Fabrik Installation circuit breaker
US1783279A (en) * 1926-10-30 1930-12-02 Condit Electrical Mfg Corp Circuit interrupter
US2080356A (en) * 1933-07-13 1937-05-11 Haslev Andreas Marius Electric relay
US2060235A (en) * 1935-06-22 1936-11-10 Bell Telephone Labor Inc Relay
US2187115A (en) * 1939-03-02 1940-01-16 Bell Telephone Labor Inc Switching device
US2234982A (en) * 1939-04-07 1941-03-18 Donald S Ross Flush floor electric outlet
BE473673A (en) * 1940-06-27
US2264746A (en) * 1940-06-27 1941-12-02 Bell Telephone Labor Inc Electromagnetic switch
US2277215A (en) * 1940-06-27 1942-03-24 Bell Telephone Labor Inc Relay contact device
BE475679A (en) * 1940-07-11
US2342781A (en) * 1940-10-16 1944-02-29 Bell Telephone Labor Inc Combined mercury interrupter and transformer
USB384542I5 (en) * 1941-03-21
US2445401A (en) * 1944-05-26 1948-07-20 Mallory & Co Inc P R Vibrator
US2521723A (en) * 1945-02-03 1950-09-12 Hubbell Harvey Magnetically controlled switch
US2481003A (en) * 1945-04-03 1949-09-06 Bell Telephone Labor Inc Protective arrangement for switch contacts
US2510700A (en) * 1945-07-06 1950-06-06 Weston Electrical Instr Corp Electrical relay
US2570062A (en) * 1946-10-18 1951-10-02 Fkg Fritz Kesselring Geratebau Electric contact device for variable currents
CH269318A (en) * 1946-10-24 1950-06-30 Fkg Ag Electrical switching device for variable supply current.
CH279079A (en) * 1948-09-17 1951-11-15 Fkg Ag Electrical switchgear.

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1112566B (en) * 1952-12-05 1961-08-10 Siemens Ag Arrangement for closing an electromagnetically controlled alternating current switching device
DE957320C (en) * 1953-07-14 1957-01-31 Licentia Gmbh Circuit breakers, in particular installation circuit breakers
DE1052531B (en) * 1955-01-26 1959-03-12 Calor Emag Elektrizitaets Ag Switching device with an axially symmetrical contact bridge seated on a torsion bar spring
DE1033799B (en) * 1955-04-19 1958-07-10 Licentia Gmbh Device to protect transmitter tubes
EP2413338A1 (en) * 2010-07-30 2012-02-01 Siemens Aktiengesellschaft Switching device with cooling device
WO2012013440A1 (en) * 2010-07-30 2012-02-02 Siemens Aktiengesellschaft Switching device with a heat extraction apparatus
US9799462B2 (en) 2010-07-30 2017-10-24 Siemens Aktiengesellschaft Switching device with a heat extraction apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
US2606981A (en) 1952-08-12
CH264433A (en) 1949-10-15
FR949017A (en) 1949-08-18
DE869240C (en) 1953-03-02
CH288313A (en) 1953-01-15
CH267791A (en) 1950-04-15
US2732451A (en) 1956-01-24
GB644035A (en) 1950-10-04
BE474972A (en)

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