DE930163C

DE930163C - Contact arrangement housed in a vacuum

Info

Publication number: DE930163C
Application number: DEA8727D
Authority: DE
Inventors: Vitaly Dipl-Ing Grosse
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1943-02-21
Filing date: 1943-02-21
Publication date: 1955-07-11

Description

Im Vakuum untergebrachte Kontaktanordnung Es sind elektrische Schalter bekannt, bei denen die Trennung der stromführenden Kontakte im Vakuum erfolgt, d. h. in einem praktisch luftleeren Raum, der nur geringe Reste von Luft oder einem anderen Gas enthält. Die Herstellung von Kontakten, die sich für die dauernde Übertragung großer Ströme eignen, ist hierbei schwierig. Der Kontaktdruck muß in diesem Fall besonders hoch isein, damit an den Stromübergangsstellen keine zu hohen Erwärmungen auftreten, denn ein Wärmeübergang an das umgebende Medium ist im Vakuum nicht möglich. Die Herstellung eines hohen Kontaktdruckes stößt aber wiederum auf Schwierigkeiten. Die Vakuumgefäße müssen nämlich vor der Inbetriebnahme zur Entfernung von Gasresten ausgeglüht werden. Dabei verlieren aber alle darin enthaltenen Metalle ihre Federhärte.Contact arrangement housed in a vacuum They are electrical switches known, in which the separation of the current-carrying contacts takes place in a vacuum, d. H. in a practically vacuum with little or no air left contains other gas. The establishment of contacts that are necessary for permanent transmission Suitable for large currents is difficult here. The contact pressure must in this case it is particularly high so that there is no excessive heating at the current transfer points occur, because heat transfer to the surrounding medium is not possible in a vacuum. However, the production of a high contact pressure again encounters difficulties. This is because the vacuum vessels must be used to remove gas residues before being put into operation to be annealed. In the process, however, all of the metals contained therein lose their spring stiffness.

Es ist nun bekannt, bei einem Vakuumschalter im Vakuum einen Schleifkontakt anzuordnen, dessen Kontaktsegmente im Einschaltzustand durch Federn an einen Schaltstift angedrückt werden, der mittels eines Balges in das Innere des Vakuumraumes eingeführt ist und so von außen her angetrieben werden kann. Es ist nach vorstehendem nicht möglich, hierbei einen guten Kontaktdruck zu erzielen, da die im Vakuum befindlichen Federn durch das Ausglühen an Federkraft verlieren. Es ist allerdings auch bekannt, bei Vakuumschaltern die Kontakte als stumpf aneinanderliegende Druckkontakte auszubilden. Dabei kann der Kontaktdruck durch eine außerhalb des Vakuumgefäßes liegende Einschaltfeder erzeugt werden. Für die Übertragung hoher Ströme sind jedoch Schleifkontakte besser geeignet. Die Erfindung beschäftigt sich daher mit diesen bzw. solchen Kontakten, bei denen der Kontaktdruck unabhängig von der Einschaltkraft erzeugt wird. Sie will vor allem erreichen, daß bei solchen Anordnungen ein ausreichender Kontaktdruck sichergestellt ist und keine Verschlechterung des Kontaktdruckes durch Wärmestauungen, die ein Nachlassen von Federkräften zur Folge haben, eintritt. Darüber hinaus hat sie es sich aber auch zur Aufgabe gemacht, die entstehende Wärme möglichst verzögerungsfrei abzuführen.It is now known to have a sliding contact in a vacuum switch in a vacuum to arrange the contact segments in the switched-on state by springs to a switch pin are pressed, which is introduced into the interior of the vacuum space by means of a bellows and so can be driven from the outside. It is not according to the above possible to achieve a good contact pressure here, since those located in a vacuum Springs lose their spring force due to annealing. However, it is also known in the case of vacuum switches, the contacts must be designed as butt pressure contacts. The contact pressure by one outside the vacuum vessel lying closing spring are generated. However, for the transmission of high currents Sliding contacts more suitable. The invention is therefore concerned with these or those contacts where the contact pressure is independent of the switch-on force is produced. Above all, she wants to ensure that with such arrangements a sufficient Contact pressure is ensured and no deterioration in the contact pressure Heat build-up, which results in a decrease in spring forces, occurs. About that In addition, however, it has also made it its task to reduce the resulting heat as much as possible to be paid without delay.

Die Erfindung besteht darin, daß bei Kontaktanordnungen, bei denen der Kontaktdruck unabhängig von der Einschaltkraft erzeugt wird, insbesondere bei Schleifkontakten, die den Kontaktdruck herstellende Kraft von der Außenseite des Vakuumgefäßes her über eine nachgiebige Wand (Membran oder Balg) zugeführt wird. Die den Kontaktdruck vermittelnden Federn eines Schleifkontaktes brauchen so erst nach dem Ausglühen des Gefäßes angebracht zu werden, so daß ein guter Kontaktdruck unbedingt sichergestellt werden kann. Die elastischen Wände, die vorzugsweise aus Metall bestehen, haben fast keine Bewegung auszuführen. Sie benötigen also im Gegensatz zu den bekannten elastischen Wänden, die zur Übertragung der Schaltbewegungen dienen, nur ein geringes Verformungsvermögen.The invention consists in that in contact arrangements in which the contact pressure is generated independently of the switch-on force, especially with Sliding contacts, the force producing the contact pressure from the outside of the The vacuum vessel is supplied via a flexible wall (membrane or bellows). The springs of a sliding contact, which convey the contact pressure, are needed first to be attached after annealing the vessel, so that a good contact pressure can be guaranteed. The elastic walls, which are preferably made of Made of metal, have almost no movement to perform. So you need in contrast to the well-known elastic walls, which are used to transfer the switching movements, only a low deformability.

Der Kontaktdruck kann z. B. durch den äußeren Luftdruck allein oder im Zusammenwirken mit Federn erzeugt werden.The contact pressure can e.g. B. by the external air pressure alone or are generated in cooperation with springs.

Zur Abführung der entstehenden Wärme kann in bekannter Weise eine besondere Kühlung der Kontaktstelle vorgesehen werden, z. B. in der Weise, daß in die Außenluft hinausragende Kontaktstücke, wie z. B. ein durch einen Balg eingeführter beweglicher Schaltstift, von der Luft durchströmte Hohlräume aufweisen.To dissipate the resulting heat can in a known manner special cooling of the contact point can be provided, for. B. in such a way that in the outside air protruding contact pieces such. B. one introduced by a bellows movable switch pin, have cavities through which air flows.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung noch näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the drawing.

Fig. i stellt einen nach der Erfindung ausgebildeten Schleifkontakt dar. i ist das Innere des Vakuumgefäßes, in dem sich der Kontaktstift 2, der z. B. durch Vermittlung eines Wellrohres in bekannter Weise in das Gefäß eingeführt sein kann, bewegt. 3 ist der feststehende Stromanschluß. Mit 4 sind vier Kontaktfinger bezeichnet, die den Kontaktstift 2 mit dem Anschlußstück 3 elektrisch verbinden. 5 sind vom Luftdruck angepreßte Membranen, in welche Druckstücke 6 eingesetzt sind. 7 ist das vakuumdichte Gehäuse. Je größer die Membran 5 ist, um so größer ist die Anpreßkraft, die je i kg/cm2 der Membranfläche beträgt. Will man höhere Kontaktkräfte aufbringen, so müssen Anpreßfedern verwendet werden, die gleichsinnig mit dem Luftdruck wirken. Fig.2 zeigt eine entsprechende Anordnung mit sechs Kontaktfingern. Die "Bezeichnungen entsprechen denen der Fig. i. An Stelle der Membran tritt zweckmäßigerweise der Balg 5. Auf das Druckstück 6 wirkt nun außer dem Luftdruck die Feder 8, die sich an dem Deckel 9 abstützt. Der Balg 5 ist innerhalb eines Rohres io angeordnet. Die Anpressung der Kontaktfinger 4 quer zur Bewegungsrichtung des Kontaktstiftes 2 macht es möglich; innerhalb des Vakuumgefäßes, getrennt oder miteinander vereinigt, lichtbogenfrei öffnende Hauptkontakte und Unterbrechungskontakte anzuordnen.Fig. I shows a sliding contact designed according to the invention. I is the interior of the vacuum vessel, in which the contact pin 2, the z. B. can be introduced into the vessel in a known manner by arranging a corrugated pipe. 3 is the fixed power connection. 4 with four contact fingers, which electrically connect the contact pin 2 to the connector 3. 5 are membranes pressed on by the air pressure, into which pressure pieces 6 are inserted. 7 is the vacuum-tight housing. The larger the membrane 5, the greater the contact pressure, which is i kg / cm2 of the membrane area. If you want to apply higher contact forces, compression springs must be used, which act in the same direction as the air pressure. 2 shows a corresponding arrangement with six contact fingers. The "designations correspond to those of FIG. 1. The diaphragm 5 is expediently replaced by the bellows 5. In addition to the air pressure, the spring 8, which is supported on the cover 9, now acts on the pressure piece 6. The bellows 5 is arranged inside a tube The pressing of the contact fingers 4 transversely to the direction of movement of the contact pin 2 makes it possible to arrange arc-free opening main contacts and interruption contacts within the vacuum vessel, either separately or combined with one another.

Die eingangs erwähnte Kühleinrichtung ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Sie ist so gedacht, daß der Kontaktstift in an sich bekannter Weise zwei Kanäle aufweist, die an seinem außerhalb des Gefäßes liegenden Teil ausmünden. Diese Kanäle können anstatt mit Luft auch in bekannter Weise mit Flüssigkeit gefüllt sein, die durch Thermosyphonwirkung oder durch eine Pumpe in Umlauf versetzt wird. Als Flüssigkeit eignet sich Quecksilber oder Natrium. Das letztere hat den Vorzug, daß es den Strom selbst gut leitet und ein geringes spezifisches Gewicht hat. Aber auch andere leicht schmelzende Metalle und Legierungen lassen sich verwenden.The cooling device mentioned at the beginning is not shown in the drawing. It is designed so that the contact pin has two channels in a manner known per se has, which open out at its part lying outside the vessel. These channels can also be filled with liquid in a known manner instead of with air, the is set in circulation by thermosyphon action or by a pump. As a liquid mercury or sodium are suitable. The latter has the merit of being the electricity conducts itself well and has a low specific weight. But also others easily melting metals and alloys can be used.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Contact arrangement housed in a vacuum, in which the contact pressure is generated independently of the switch-on force, in particular sliding contact, characterized in that the force producing the contact pressure is supplied from the outside of the vacuum vessel via a flexible wall, in particular a membrane. z. Arrangement according to Claim i, characterized in that the external air pressure serves as the force producing the contact pressure. 3. Arrangement according to claim z, characterized in that a flat membrane (5) is used which has a pressure piece (6) in the middle, which lies against the contact to be pressed (4). 4. Arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that, in addition to the action of the external air pressure, a spring (8) acting on the flexible wall is used. 5. Arrangement according to claim 4, characterized in that a closed by a pressure piece corrugated tube (5) is used as a resilient wall, which is housed in a support cylinder (io) and inside a compression spring (8) receives, which is against the Cylinder (io). final cover (9) is supported (Fig. 2). 6. Arrangement according to claim i to 5, characterized by its use in a tulip contact with individual contact segments (4) encompassing a contact pin (2) in the manner; that the contact segments (4) are arranged in an evacuated cylinder (7), the wall of which is provided with membrane or corrugated pipe pressure pieces (8) corresponding to the arrangement of the segments in a star-shaped arrangement. 7. Arrangement according to claim i to 6, characterized in that a cooling device is provided. B. Arrangement according to claim 7, characterized in that protruding contact pieces have cavities through which the air flows into the outside air. 9. Arrangement according to claim 7, characterized in that protruding into the outside air hollow contact pieces are filled with a circulating liquid. ok Arrangement according to Claim 9, characterized in that sodium serves as the cooling liquid. Cited publications: German patent specifications No. 552 893, 590 i82, 6 0 7 651, 677 337.