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Lichtbogenfreier Schalter Für viele Unterbrechungseinrichtungen, vor
allem solche mit sehr großer Schaltzahl, z. B. Kontaktumformer, ist es erwünscht,
daß die Stromunterbrechung lichtbogenfrei erfolgt. Eine solche lichtbogenfreie Abschaltung
wird unter bestimmten Voraussetzungen dadurch ermöglicht, daß der Strom im Augenblick
der Unterbrechung kleiner als etwa o,5 bis höchstens i Amp. gehalten wird. Trotz
der Lichtbogenfreiheit kommt aber in der Regel ein Kontaktverschleiß durch die sogenannte
Feinwanderung zustande, wodurch ein häufiges Auswechseln der Kontakte notwendig
wird.
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Nach der Erfindung kann die Lebensdauer derartiger Kontakte dadurch
wesentlich gesteigert wenden, daß wenigstens einer der beiden Kontakte in mehrere
zueinander parallele Teilkontakte unterteilt wird, zu denen die Stromzuführung gesondert
über kleine Induktivitäten erfolgt. Hierdurch wird sichergestellt, daß der Strom
tatsächlich an einer größeren Zahl von Stellen unterbrochen wird. Auf diese Weise
wird der Kontaktverschleiß erheblich herabgesetzt. Wenn beispielsweise der Kontakt
in zehn Einzelkontakte zerlegt und dafür gesorgt wird; daß an diesen Einzelkontakten
gleiche Teilströme unterbrochen werden, steigt die Lebenedauer der Kontaktanordnung
auf das Hundertfache.
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Durch die Treue Ausbildung wird der Aufwand nicht erheblich erhöht,
da die Abmessungen der einzelnen Teilkontakte durch die auf diese entfallenden Teilströme
bestimmt wird.
Der Erfindung liegen hierbei folgende Erkenntnisse
und Überlegungen zugrunde: Die Werkstoffwanderung ist darauf zurückzuführen, daß
sich bei der Trennung stromführender Kontakte kleine Brücken zwischen diesen bilden,
die aus flüssigem Kontaktwerkstoff bestehen.
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Dadurch, d@aß die Stromzuführung über gesonderte kleine Induktivitäten
erfolgt, wird zunächst für eine gleichmäßige Stromverteilung auf die Einzelkontakte
in geschlossenem Zustand gesorgt, außerdem aber beim Unterbrechungsvorgang jeder
Änderung dieser Stromverteilung entgegengewirkt. Dadurch wird erreicht, daß bei
der Kontakttrennurig nicht nur an einem, sondern praktisch an allen Kontaktstellen
Brücken entstehen, von denen aber jede nur mit einem entsprechend: geringen Teilstromwert
belastet ist. Aus diesem Grunde wird der Umfang der Brückenbildung erlieblich geringer.
Bei der Brückenbildung stellt sich an den einzelnen Brücken lein kleiner Spannungsabfall
ein, der von dem Kontaktmaterial abhängig ist und als Schmelzspannung des verwendeten
Kontaktwerkstoffs bezeichnet wird. Bei Silberkontakten hat diese Spannung einen
Wert von etwa 0,4V. Der Spannungsabfall an den einzelnen .Brücken isst jedoch nicht
vollkommen konstant, so daß bei etwas s.inkendemTeilstrom an einer Brücke eine Spannungserhöhung
erforderlich ist, damit diese Brücke auch bestehen bleibt und nicht etwa vorzeitig
abreißt, Durch die vorgeschalteten kleinen Induktivitäten ist nun die Möglichkeit
gegeben, daß jeder Telstromzweig die geringe Spannungserhöhung, die er bei einem
etwaigen Absinken zu seiner Aufrechterhaltung benötigt, zur Verfügung gestellt bekommt.
Damit die Unterbrechung überhaupt lichtbogenfrei zustande kommt, sind zunächst bestimmte
Vorbedingungen zu erfüllen. Beispielsweise darf der Teilstrom einen bestimmten Stromwert
(etwa i Amp.) nicht überschreiten. Ebenso darf auch die Spannung einen bestimmten
Wert nicht überschreiten. Bei einem Strom der angegebenen Stärke bilden sich erfahrungsgemäß
Brücken, die etwa eine Länge von i u haben; wenn angenommen wird, daß sich die Kontakte
in diesem Bewegungsbereich in einer Geschwindigkeit von i m/Sek. bewegen, so wird
dieser Abstand in etwa io--g Sekunden zurückgelegt. Nach auf Grund der Erfindung
angestellten Versuchen kann man weiter annehmen, daß die Stromänderungen während
des Bestehens der Brücke höchstens o,i Amp. betragen und daß der zusätzliche Spannungsbedarf
in einem solchen Fall etwa o, i V beträgt. Es ergibt sich hiernach, daß es genügt,
der jedem Parallelzweig vorgeschalteten Tnduktiv it.ät einen Wert von io-s H zu
geben. Die Voraussetzungen liegen bei der Anwendung des Erfindungsgedankens um so
günstiger, in um so größerem Maße die Trennung der einzelnen Unterbrechungsstellen
gleichzeitig erfolgt: Es ist hierbei vor allem wichtig, daß bei der Kontakttrennung
die Abstände der Einzelkontakte (die Einzelhübe) so wenig als möglich; jedenfalls
aber weniger als i ,u voneinander abweichen.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich, wenn die
Unterteilung in Einzelkontakte durch Anwendung einer Schalteinrichtung erfolgt;
wobei zwischen zwei Elektroden viele unter der Wirkung eines Magnetfeldes bewegliche
Stäbchen in der Weise angeordnet sind, daß jedes für sich den Abstand zwischen den
Elektroden über-Brücken kann. In diesem Fall ist es wichtig, dafür zu sorgen, daß
die Längenabweichungen der Stäbchen untereinander i Prozent nicht überschreiten.
Außerdem ist es hierbei auch wichtig, dafür zu sorgen, daß die Stäbchen eine praktisch
gleiche Anfangswinkellage haben sowie das steuernde Magnetfeld homogen ist, so daß
die Bewegungsbedingungen, insbesondere die Schaltzeit der Einzelteilchen, möglichst
wenig voneinander abweichen.