DE967444C - Flachbahnstufenschalter - Google Patents

Description

Will man Starkströme, beispielsweise solche von 250 Ampere, stufenweise ändern, so verwendet man dazu einen ebenfalls in Stufen schaltbaren Widerstand. Das bekannteste Beispiel solcher Stufenwiderstände ist der Anlaßwiderstand. Die einzelnen Widerstandsstufen sind an eine Reihe hintereinander auf eine Isolierplatte aufgebrachter Kontaktklötze angeschlossen. Ein weiterer Kontaktklotz überstreicht zwecks Änderung der eingeschalteten Widerstandsstufe nacheinander die Einzelkontakte der fest angeordneten Kontaktreihe. Innerhalb dieses Gleitprozesses verlagert sich dann der ständig von dem beweglichen Kontakt geführte Strom von einem festen Kontakt zum benachbarten festen Kontakt. Schalterausführungen dieser Art sind unter dem Namen Flachbahnstufenschalter bekannt.

Wie jedes Starkstromschaltgerät ist auch der Flachbahnstufenschalter der Abnutzung durch den geschalteten Strom und durch die zwischen den sich trennenden Kontakten auftretende wiederkehrende Spannung unterworfen.

Die Abnutzung durch den Strom und durch die Spannung äußert sich im Abbrand der Kontakte. Die wiederkehrende Spannung zwischen den ablaufenden Kontakten ruft dabei Schaltfeuer hervor, während der kommende Strom Spritzfunken an der auflaufenden Kontaktkante verursacht. Diese beiden Ursachen tragen zum Abbrand bei.

Die Flachbahnen von Stufenschaltern wurden bisher in der Weise ausgeführt, daß die aufgereihten Kontakte überschliffen wurden, damit der Schleifkontakt gut gleitet und eine große Berührungsfläche für den Stromübergang entsteht. Eine überschliffene Kontaktbahn zeigt zwar gute Gleiteigenschaften, sie weist aber um so schlechtere elektrische Eigenschaften auf. Gleitet ein Schleifkontakt auf einer solchen Flachbahn von einem Stufenkontakt auf den anderen, so ist die Vertei-

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lung des Kontaktdruckes auf die beiden Stufenkontakte immer von Zufälligkeiten abhängig. Der Kontaktdruck kann bis zuletzt hauptsächlich auf dem Kontakt vorhanden sein, der verlassen wird, während mit dem kommenden Kontakt eine mehr oder weniger lose Berührung vielleicht nur in einem Punkt stattfindet. Diese Berührung kann der Strom, falls durch den kommenden Kontakt auf einen kleineren Widerstand geschaltet wird, sofort

ίο benutzen, um sich auf den kommenden Kontakt zu verlagern.

Da aber die Berührung nur lose ist, so entsteht sofort eine starke Erwärmung der Berührungsstelle, unter deren Einwirkung sie wegbrennt. Bei weiteren Schaltungen findet eine Berührung der Kontakte an anderen Berührungsstellen statt, so daß diese ebenfalls abbrennen. Die Folge davon ist, daß ein wachsender Teil der Kontaktfläche wie angefressen aussieht und der Kontakt schließlich für einen ordnungsgemäßen Stromübergang nicht mehr zu gebrauchen ist.

In umgekehrter Weise kann der überwiegende Teil des Kontaktdruckes sich auch frühzeitig auf den kommenden Kontakt verlagern, so daß mit dem Kontakt, der verlassen wird, nur noch eine lose Berührung stattfindet. Im Falle einer Leistungsverminderung im gesamten Stromkreis wird der Strom am kommenden Kontakt einen größeren Widerstand vorfinden als an dem Kontakt, der verlassen wird, und hält am letzten Stromübergang selbst dann fest, wenn das Kontaktmaterial am Stromübergangspunkt bereits weggebrannt ist und der Strom nur noch über Funken aufrechterhalten wird. Zufolge vieler Schaltungen entstehen dabei wie im vorher geschilderten Fall angefressene Kontakte, die für einen ordnungsmäßigen Stromübergang unbrauchbar sind.

Wie vorstehend ausgeführt, kann der Druck hauptsächlich auf dem Kontakt lasten, der verlassen wird oder der zu dem darauffolgenden Einschalten gelangt. Solange neue, also nicht abgenutzte Kontakte verwendet werden, ist eine derartige Kontaktdruckverteilung ohne wesentliche Bedeutung. Jedoch nach kurzer Gebrauchsdauer stellt sich eindeutig eine der hier als unerwünscht bezeichneten Druckverteilungen ein, weil der geschilderte Kontaktabbrand eine entsprechende Druckverteilung begünstigt. Die Tendenz des Stromes, auf den neuen Kontakt überzugehen, hängt jeweils davon ab, ob ihm vom neuen Kontakt aus ein erleichterter oder ein erschwerter Weg geboten wird.

Starkstrom-Flachbahnstufenschalter der beschriebenen Bauart sind daher wegen ihres großen Abbrandes nur in beschränktem Umfange verwendbar.

Der Anwendungsbereich der Flachbahnstufenschalter kann nach der Erfindung beträchtlich erweitert werden, wenn die unsichere und schleichende Kontaktgabe der oben beschriebenen Art durch eine möglichst präzise und schnelle ersetzt wird. Eine solche exakte Kontaktgabe erreicht man aber dann, wenn bei der ersten Berührung auch des anlaufenden Kontaktes gleichzeitig ein kräftiger Kontaktdruck hervorgerufen und ein ebenso ausreichender Kontaktdruck von dem ablaufenden Kontakt bis zur letzten Berührung aufrechterhalten bzw. ausgeübt wird.

Die konstruktiven Maßnahmen zur Verwirklichung des Erfindungsgedankens bestehen in einer vollständigen Abkehr von der alten eben geschliffenen Flachbahn, wobei an Stelle des in der Praxis nie zu verwirklichenden Flächenkontaktes ein linien- bzw. punktförmiger Kontakt tritt. Um vor allem eine gleichmäßige Verteilung des Kontaktdruckes auf die benachbarten Stufenkontakte während des Schaltens und im eingeschalteten Zustand herbeizuführen und beim Übergang von einem Stufenkontakt auf den nächsten sofort einen ausreichenden Kontaktdruck zu erreichen, weisen die Stufenkontakte nach der Erfindung in der Bewegungsrichtung der Abnahmekontakte abgeschrägte Kanten auf, während die Abnahmekontakte brückenförmig konkav oder ballig konvex ausgebildet sind.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Flachbahnstufenschalters schematisch wiedergegeben. Es zeigt

Fig. ι den Flachbahnstufenschalter nach der Erfindung mit einem brückenförmig konkaven Abnahmekontakt und

Fig. 2 den Flachbahnstufenschalter nach der Erfindung mit einem ballig konvexen Abnahmekontakt, der sich in einer Zwischenstellung befindet.

Die festen, auf einer ebenen, nicht näher dargestellten Isolierplatte aufgereihten Stufenkontakte 3, 4 eines Flachbahnstufenschalters weisen bei beiden Ausführungsformen mehr oder weniger abgeschrägte Seitenkanten 2 auf. Der mit den Stufenkontakten 3, 4 zusammenarbeitende bewegliehe Abnahmekontakt 1 wird nach Fig. 1 brückenförmig konkav ausgebildet, so daß der Kontaktdruck sich auf zwei Linien am Rande der Seitenkanten 2 der benachbarten Stufenkontakte 3, 4 etwa gleichmäßig verteilt. Beim Weiterschalten von einem Stufenkontakt auf den nächsten wird an der Berührungsstelle des neuen Kontaktes sofort annähernd der halbe Kontaktdruck hervorgerufen, während der übrige, also annähernd ebenfalls halbe Kontaktdruck noch auf dem alten Kontakt lastet, bis der Ablauf vollzogen ist.

Der beispielsweise an einem in der Zeichnung nicht dargestellten Kontaktarm vorgesehene Abnahmekontakt 1' nach Fig. 2 ist ballig konvex ausgebildet. Die Berührung mit dem festen Stufenkontakt 3 bzw. 4 kann linien- oder punktförmig sein. In beiden Fällen wird erreicht, daß der Kontaktdruck in sehr kurzer Zeit und auf sehr kurzem Schaltweg mit der Berührung vom jeweils vorangegangenen auf den nächstfolgenden Stufenkontakt übergeht.

Erfindungsgemäß ist ferner für die abgeschrägten Kanten der Stufenkontakte ein Mindestneigungsgrad vorgesehen, der eine mechanische Rastierung der Schaltstellungen sicherstellt. Eine mit derart abgeschrägten Kanten der Stufenkontakte

ausgebildete Kontaktbahn bringt es nämlich mit sich, daß der Übergang der Abnahmekontakte von einem Stufenkontakt auf den anderen am Betätigungsorgan spürbar wird, weil die die linien- oder punktförmige Kontaktgabe herbeiführenden Abnahmekontakte gewissermaßen in die Zwischenräume zwischen den Stufenkontakten hineinfallen und beim Weiterschalten durch Ausübung eines erhöhten Drehmomentes wieder herausgehoben werden müssen. Das kommt einer mechanischen Rastierung der Schaltstellungen gleich. Eine besondere mechanische Rastierung der Schaltstellungen wird dadurch überflüssig.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Flachbahnstufenschalter für Starkstrom mit auf einer ebenen Isolierplatte aufgereihten Stufenkontakten und darüber schleifenden beweglichen Abnahmekontakten, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufenkontakte (3, 4) in der Bewegungsrichtung der Abnahmekontakte abgeschrägte Kanten (2) haben und gleichzeitig die Abnahmekontakte (1 bzw. i') brückenförmig konkav (1) oder ballig konvex (1') ausgebildet sind.
2. 2. Flachbahnstufenschalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Mindestneigungsgrad der abgeschrägten Kanten der Stufenkontakte, der eine mechanische Rastierung der Schaltstellungen sicherstellt.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Britische Patentschriften Nr. 230856, 444990.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen

   © 709762/62 11.57