HU189962B - Electric connecting element - Google Patents

Description

A találmány tárgya elektromos kapcsolóelem, anjely előnyösen kisfeszültségű kapcsolóberendezésekben, mint teihelésmegszaldtó alkalmazható j ahol a kapcsolóberendezésekben kapcsolóhidak vannak két rögzítetten elhelyezett elektromos csatlakozóelemhez kiképezve. A kisfeszültségó kapcsolóberendezésekben, mint például energialeosztókban, egyéb kapcsoló és vezérlőberendezésekben a transzformátorok, motorok, kondenzátorok, stb. be- és kikapcsolására mind névleges áramnál, mind pedig túláramnál terhelésleválasztó megszakítókat alkalmaznak, amelyek vagy tokozás nélkül, vagy pedig megfelelő tokozással vannak a kapcsolóházban elhelyezve. Az ismert kisfeszültségű terhelésleválasztó megszakítók két rögzítetten elhelyezett csatlakozó között elhelyezett kapcsolőhidat tartalmaznak, amely csatlakozóelem általában párhuzamosan elhelyezett kettő szakaszolókés, amely szakaszolőkések azután az egyik villamos kapcsolóhoz képest elforgathatóan vannak kiképezve. Ezek az ismert konstrukciós kialakítású megszakítók viszonylag nagyon nagy helyigényűek és igen sok alkatrészből állnak.

A találmány feladátul tűzte ld különösen kisfeszültségű tartományba terhelésmegszakítóként alkal mazható elektromos kapcsolóelem kialakítását, ar melynek helyfoglalása kicsi és a megvalósításához szükséges alkatrészek száma szintén igen kevés. A találmány szerinti kapcsolóelemet azzal jellemezhetjük, hogy a csatlakozóelemet két egymással szemben koaxiálisán elhelyezett rúdalakú elektróda képezi, amelyek egymással egy, közöttük szintén koaxiálisán elhelyezett szigetelővel vannak összekapcsolva, továbbá a kapcsolóhidat legalább egy, villamosán vezető anyagból kiképezett, tengelyirányban eltolható, egymástól adott távolságra elhelyezett rugózóelemekkel az elektródáknak nyomott érintkezőkkel ellátott, kapcsológerinc képezi, továbbá a szigetelő a kapcsológerinc alatti részén legalább az egyik végén a kapcsológerinc felé irányuló ferde felülettel ellátott bütyökkel van ellátva, továbbá tartalmaz a kapcsolóelem egy a kapcsológerinc két végének felfekvését a két kapcsolóhelyzetben biztosító falakkal ellátott tolattyút, amelyben az elektródák eltolhatóan vannak elhelyezve.

A két elektróda és a szigetelő egy kompakt konstrukciós egységet képeznek, amely a kapcsolóelem tartóelemeként is kiképezhető. A szigetelő legalább egy villamosán vezető kapcsológerinccel van áthidalva, amely kapcsólógerinc két végén lévő érintkezőket rugókkal nyomjuk az elektródákhoz. A rugók a tolattyúban csapágyazhatók, amely tolattyú a kapcsológerinc működtetéséhez van kiképezve.

Abban az esetben, ha több kapcsológerincet helyezünk el az elektródák körül, az egyes kapcsológerinceket egy közös gyűrűs rugóval lehet körülfogni, amely gyűrűs rugók segítségével a kapcsológerincek sugárirányban az elektródákhoz nyomhatok. Hozzátartozik még a találmány szerinti kapcsolóelem egyszerű és kompakt felépítéséhez, hogy a mindenkori kapcsológerinc nem csak az egyik elektródához képest mozgatható el, hanem az elektródák közötti térben elhelyezett tolattyú segítségével van az elektródák közötti térben lazán megtartva, és a kapcsológerincnek a megvezetését, a tartását és az elektródákkal való kapcsolatát minden esetben a tolattyúval lehet változtatni, amely tolattyúban még további rugók is el vannak helyezve.

Legalább egy kapcsológertncnek a működtetéséhez a tolattyút tengelyirányban kell eltolni, amely tolatytyú mindkét végén egy-egy olyan fallal van kiképezve, amely a kapcsológerincre kifejti a hatását.

Az elektródáknak a tengelyirányú eltolása esetén a n ndenkori kapcsológerinc az elektróda mentén csúszik tovább, és a kapcsológerincnek az egyik vége a szigetelőtől eltávolodik, míg a kapcsológerincnek a másik vége a szigetelő irányában mozdul el, mindaddig, amíg a szigetelőnek olyan tartományában nem érkezik, amelyik az első elektródát oldja, és ezáltal az áramot megszakítja. Az érintkezőnek az első elektróda köpenyéről történő felemelése egy megfelelő szigetelési távolságot valósit meg a két pólus között, és ez a távolságtartás teszi lehetővé, hogy a találmány szerinti kapcsoldemet, mint terhelésmegszakítót lehessen alkalmazni.

A kapcsoló pólusok közötti szigetelési távolságot a szigetelőnek a hossza, a tolattyú eltolási útja határozza meg egyrészt, másrészt pedig meghatározza még egy a kapcsológerinc alatt a szigetelőre elhelyezett bütyök, amely bütyök egy ferde felülettel van ellátva, és ennek a ferde felületnek a vége az a kapcsológerinc felé irányul Ezen a ferde felületen mozdul el a kapcsológerinc és így tulajdonképpen az első elektródának az érintkezőjét felemeli, és ezáltal egy gyors és igen kedvező érintkező megszakítást biztost, amely abban az esetben, hogyha nem emelnénk fel az elektródáról az érintkezőt, hanem csak egyszerűen eltolnánk az elektróda mentén, nem valósulna meg. Természetesen a bütyköt úgy kell kiképezni, hogy a két elektróda között semmiféle villamosán vezető hidat ne valósítson meg. A mindenkori kapcsológerinc nemcsak a szigetelőt, hanem magát a bütyköt is áthidalja célszerűen a középső részévelés ennek megfelelően a kapcsológerinc középső része megfelelően Ivetten van kiképezve, úgy hogy a bütyök a kapcsológerinc alatt elférjen. Kiképezhető természetesen a kapcsológerinc úgy is, hogy a bütyökben egy hosszirányú bevágást képezünk ki, amelyen a kapcsológerincet vezetjük.

A találmány szerinti kapcsolóelem a legegyszerűbb esetben a következő elemekből áll:

Két elektróda, közöttük elhelyezett szigetelő, egy bütyök, amely a legegyszerűbb esetben a szigetelőnek egy részét is képezheti továbbá legalább egy kapcsológerinc a hozzátartozó érintkezőkkel és rugókkal. Ezek az elemek igen kis helyen elhelyezhetők, egyszerűn összeszerelhetők és igy igen kis helyigényű nagy megbízhatóságú kapcsolóelemet lehet előállítani.

Ha a találmány szerinti terhelésmegszakitóként alkalmazott kapcsolóelem előállítási költségeit az ismert terhelés leválasztó kapcsolók előállítási költségével összehasonlítjuk, akkor látni lehet, hogy a talál· mány szerinti kapcsolóelem lényegesen olcsóbban valósítható meg.

A tolattyú két kapcsolóhelyzet között ide-oda tolhatóan van kiképezve. Az első kapcsoló állásban a mindenkori kapcsológerinc mindkét érintkezője mindkét elektróda köpenyfelületén felfekszik, azaz a két elektróda között áram tud folyni. A második kapcsolóállásban a mindenkori kapcsológerincnek legalább az egyik érintkezője a kapcsológerinc eltolásával a bütyöknek a ferde felületére emelkedik az elektródáról azaz a hozzátartozó elektródáról le van választva, és igy az áram meg van szakítva. A második érintkező maradhat lényegében a másik elektródán. Azokban az esetekben, amikor igen nagy

189.962 szigetelési feszültséget kell a kapcsolóelemmel biztosítani, lehetséges egy olyan kiviteli alak is, hogy a bütyök és a második érintkező elem között egy további bütyköt képezünk ki a kapcsológerinc alatt, amely szintén egy ferde felülettel van ellátva, amely a ferde felület az első bütyök ferde felületével ellenkező irányúra van kiképezve, és a tolattyúnak olyan irányú eltolása esetén, amely a kapcsolóelemet nyitja, a mindenkori kapcsológerinc mindkét érintkezője mindkét elektródától felemelkedik, azaz nyitott kapcsolóállásban mindkét elektróda le van választva a kapcsológerincről.

Egy további kiviteli alak kialakítható úgy is, hogy a második elektróda az egyébként érintkezővel érintkező végitől egy adott távolságra kisebb átmérőre van kiképezve, így amikor a kapcsolóelem zárt állapot bban van, akkor az érintkező a második elektródán annak vastagabb végén fekszik fel, amikor pedig a kapcsolóelem nyitott helyzetben van, azaz a kapcsológerincet eltoljuk, akkor a második érintkező a második elektróda vékonyabb, azaz kisebb átmérőjű tartománya felé tolódik el és így az érintkező nem tud felfeküdni az elektróda felületére. Egy további lehetőség a kapcsolóelem átütési feszültségének a növelésére az, amikor az elektródát a két elektróda közötti szigetelőtől adott távolságra egy villamosán szigetelő réteggel vonjuk be, amely villamosán szigetelő rétegre fekszik fel a második elektróda érintkezője a kapcsolónak a nyitott állásban. A második elektródán elhelyezett szigetelőréteg távolsága a két elektróda közötti szigetelőtől úgy van megválasztva, hogy a kapcsológerinc a szigetelőréteggel csak akkor érintkezik, amikor már a kapcsológerinc érintkezője az első elektródáról fel lett emelve. Ily módon minden esetben biztosítva van egyrészt az, hogy a kapcsoló nyitott állásban mindkét elektróda az érintkezőtől szigetelve van, továbbá biztosítva van az is, hogy a második elektródától az érintkező csak akkor távolodik el, amikor az első elektródáról felemeltük az érintkezőt. Azaz minden esetben biztosítva van, hogy a be- és kikapcsolási folyamat az első elektródával történik.

A nagyobb szigetelési feszültség, amely azáltal érhető el, hogy az érintkezőt a második elektródáról később visszük tovább, mint ahogy az első elektródát megszakítjuk, igen sok esetben kívánatos, mivel az első elektróda közelében az ív képződések következtében és azok hatására olyan jelenségek állhatnak elő, amelyek nemkívánt szivárgó áramokat hoznak létre, míg a második elektróda esetében, mivel ott a megszakítás terhelés mentes állapotban történik, ilyen jelenségekkel nem kell szálmolni, illetőleg lényegesen kisebb mértékben lépnek fel azok a jelenségek.

A találmány egy további előnyös kiviteli alakját az jellemzi, hogy az első elektróda különböző villamosán vezető anyagból álló vagy villamosán vezető anyaggal borított rétegekből van kiképezve, mégpedig úgy, hogy az első, a szigetelővel érintkező szelvénye olyan anyagból van, amely villamos ív kialakulásakor is kedvező tulajdonságokat mutat, míg az első szék vényt követő második szelvény, amelyen a kapcsológernic az első kapcsoióállásban felfekszik, olyan anyagból van kiképezve, amely tartós áramterhelés mellett kedvezően viselkedik, különös tekintettel arra, hogy ezen második szelvénynek az anyaga olyan kell legyen, hogy az érintkező és az elektróda tartós áramterhelés mellett ne tudjon összehegedni. Az első elektródának ilyetén módon történő kialakításával egyrészt biztosítva van az, hogy az elektróda tartós áramterheiésnéi sem megy tönkre, másrészt pedig biztosítva van az is, hogy kikapcsoláskor az érintkező optimálisan megválasztott anyaggal van kapcsolatban. Az első elektróda szelvény anyagként, amely szelvény a kapcsoló nyitásakor van az érintkezővel érintkezésben, és ahol adott esetben ív képződhet, rézzel bevont volfram vagy ezüsttel bevont nikkel. A második elektróda szelvény anyagaként előnyös például az ezüsttel bevont réz, az ezüsttel bevont _v cink-oxid. és indium-oxid, valamint az ez üsttel bevont cink-oxid és volfram-oxid. A kapcsolóelem bekapcsolásakor természetesen a bekapcsolási folyamat nemcsak az első, hanem a második elektróda szelvényre is hatással van.

A tolattyú eltolási út hossza, valamint a szigetelőhöz legközelebb eső első elektróda áthidaló kapcsológerinc szelvénynek a hossza egymáshoz képest úgy van megválasztva, hogy az első elektróda felemelésekor az érintkező az első kapcsolóállásban (a kapcsoló bekapcsolt állapotban van) az első elektróda második szelvényén feküdjön fel, míg a második kapcsolóállásban (a kapcsoló kikapcsolt állapotban van) az első elektróda érintkezője az első elektróda második tartományáról emelkedjen fel, míg az érintkező a közbenső helyzetben az első elektróda első szelvényén fekszik fel. Ilymódon biztosítva van az, hogy az első elektródaszelvény csak kikapcsoláskor, a második elektródaszelvény pedig csak a bekapcsoláskor és csak tartós áramterheléskor van igénybevéve.

Az elektródáknak a koaxiális elrendezése és összekapcsolásuk a köztük elhelyezett szigetelővel lehetővé teszi, hogy a tolattyút közvetlenülaz elektródára helyezzük el, és az eltolási folyamat során az elektródákon keresztül vezessük. Egy ilyen jellegű elrendezés a kapcsolóelem kompakt felépítését eredményezi.

A találmány szerinti kapcsolóelemnél az ívoltás· sál kapcsolatos problémák ugyanúgy fennállnak, mint az egyéb terhelésmegszakítóknál. így tehát az ívoltással kapcsolatos intézkedéseket ugyanúgy meg kell tenni, mint az egyéb megszakítóelemeknél, amely lehet egy ívoltó kamra megfelelő ívoltó lapokkal ellátva, amely a kapcsolóelem nyitásakor fellépő ívet egy mágneses térre szétfújja, vagy pedig sűrített levegővel fújja szét az ívet Előnyös az, hogyha maga a tolattyú mint ívoltó kamra van kiképezve. Ennek különösen azért nagy a jelentősége, mert a tolattyú minden további nélkül kiképezhető olyan perselyként, amely a kapcsológerinceket is magában foglalja és azokat megvezeti, így annak továbbképzése zárt kamrává igen egyszerű feladat.

A találmány szerinti elektromos kapcsolóelem egyik előnyös kiviteli alakját tehát az jellemzi, hogy a tolattyú legalább részben, ív hatására ívoltó gázt kibocsátó anyagból van kiképezve, míg egy további előnyös kiviteli alak szerint a tolattyú legalább az érintkezővel adott esetben érintkező tartományában perforálva van.

A találmány szerinti kapcsolóelem még egy előnyös kiviteli alakját az jellemzi, hogy a tolattyúnak a kapcsológerincen elhelyezett érintkezővel szomszédos részén egy vagy több az első elektróda és az érintkező közötti tartományában, tengely irány bán bevezethető egy vagy több ívoltó lap bevezetésére kiképzett horony van.

Egy további lehetőség az ívoltásra abban áll, hogy a tolattyúnak azokat a falait, amely a kapcsoló-32 gerinc felemelkedő végére hat, a második kapcsolóhelyzetbe (a kapcsoló nyitott állapotában van) szigetelő bütyökkel ütköztetjük. By módon a kapcsológerinc felemelt vége és az elektróda között keletkező ív a bütyök és a bütyökhöz ütköző tolattyú fal között fog kisülni. Ebben az összefüggésben előnyös az is, hogy a tolattyút, mint kapcsolókamiát képezzük ki, mert ebben az esetben megakadályozzuk azt, hogy az ív a tolattyún túl ismételten kialakuljon és visszajusson az elektródára, amelyről már az érintkezőt felemeltük.

A kapcsolóelem két kapcsolóhelyzetét célszerűen úgy definiáljuk, hogy a tolattyú mindenkor közvetlenül vagy közvetve az elektródák között elhelyezett bütykön fekszik fel. A kapcsolónak a nyitott helyzetében a tolattyú falai, amelyek a kapcsológerinc felemelkedő végét fogják meg, a bütykön felfekszenek. Ezt követően az előszin terezett volfram rúdnak a kapcsoló zárt állásában a kapcsológerincet a bütyök ellenkező oldalú végén ütköztetjük, ezáltal korlátozzuk a tolattyúnak az eltolási útját, mivel a tolattyú ismételten a kapcsológerincnek ütközik.

A találmány egy további előnyös kiviteli alakja szerint azzal jellemezhető, hogy a bütyök a kapcsológerinc másik vége felé irányuló további ferde felülettel is el van látva, és a két ferde felület együttesen egy nyeregtetőt képez, amelyre a kapcsológerinc a kapcsoló nyitott állásában egy nyúlványával felfekszik. Ez a két ferde felület együttesen tehát egy nyeregtetőt képez, amely nyeregtetőnek a csúcsa úgy van elhelyezve, hogy a kapcsológerinc a kapcsoló nyitott állásában egy nyúlványával a csúcson túl is elmozdítható, és lényegében a kapcsológerinc a második ferde felületen fekszik fel, A két ferde felületnek valamint az átmeneti tartományában az íveltségnek a meredekségét a kapcsoló és állító erők függvényében állapítjuk meg. Az előbb említett kapcsológerincen kiképezett nyúlvány lényegében a kapcsológerincnek az a része, amely a bütyök felülete mentén csúszik, és így biztosítva van, hogy a kapcsológerincnek az amely az elektródáról felemelkedik, a felemelkedés után teljes egészében a levegőben maradjon.

A második ferde felület helyett ki lehetne alakítani a csúcson egy teknőszerű vályatot, amelyben a kapcsológerinc nyitott állásban egy, az alsó részén kiképezett nyúlványával beleakaszkodik.

A találmány szerinti kapcsolóelem egy további előnyös kiviteli alakját az jellemzi, hogy egyazon tolattyú által működtetett, több tengelyirányban egymás mellett elhelyezett kapcsológerincet tartalmaz.

A találmány szerinti elektromos kapcsolóelem kialakítható úgy is, hogy a kapcsológerinc koszorúszerűen van az elektródák körül elhelyezve, illetőleg a tolattyú egy, az elektródákat koncentrikusan körülvevő és a kapcsológerincet is körülfogó perselyként van kiképezve. Ez utóbbi esetben a persely kialakítható úgy is, hogy a végei nyitottak vagy pedig úgy, hogy egy kapcsoló kamrát képezve a végei lényegében zártak. Ha a tolattyú zárt perselyként van kiképezve, ez további előnyökkel jár. A koszorúszerűen és koncentrikusan elrendezett kapcsológerincek esetében, aholis tehát a kapcsológerincek az elektródák körül sugárirányban vannak elhelyezve,, sugárirányú mgóerő is kifejhető az elektródákra azáltal, hogy két gyűrűs rugót alkalmazunk, amelyek közül az egyik a kapcsológerincet az egyik végénél az egyik elektródához, míg a másik a kapcsológerincet a másik végénél a másik elektródához nyomja. Annak érdekében, hogy ezek a rugózó elemek a kapcsolóelem nyitását ne akadályozzák, célszerű, hogy ha ezek a rugózó elemek nem fémből készült rugók, hanem valamilyen rugalmas anyagból, például tömlőszerű anyagból kiképezett rugók, amelyeknek visszaállítóereje a kapcsológerinc felemelkedésekor csak kis mértékben nő. A fent említett rugózó elem kialakítható menetes rugókból is, amikoris a rugónak az egyik vége a kapcsológerinc külső felületére, másik vége pedig a perselynek a kapcsolóelem külső végével szemben lévő oldalára támaszkodik, oldalirányban pedig a perselynek a fala mentén vannak adott esetben megvezetve, Menetes rugók esetében célszerű, hogy ha a kapcsológerincen sugárirányban kiugró nyúlványok vannak kiképezve, amelyeken a rugók felfekszenek és megakadályozzák a rugókat abban, hogy a kapcsológerincen elcsússzanak.

A megfelelő kontaktus záró erő előállításának egy további lehetősége az, amikor a kapcsológerincre egy laprugót helyezünk el, amely sugárirányban fejti ki hatását a kapcsológerincnek a felemelkedő végére. Abban az esetben, ha több kapcsológerincet alkalmazunk koszorúként elrendezve, tennészetesen egy sor laprugóra van szükség. Célszerű továbbá, hogy ha a laprugónak az a vége, amely a mindenkori kapcsológerincet az elektródához nyomja, ívelten van kiképezve, mégpedig oly módon, hogy a másik vége az elektródának a felületétől elmutatóan van kiképezve. Abban az esetben pedig, hogy ha több laprugót alkalmazunk, akkor a már elhelyezett laprugók egy tulipánforma alakot képeznek. A laprugóknak a bütyök előtt egy olyan helyzetben kell végződniük, hogy ezek a mindenkori kapcsológerincet a kapcsolóelem nyitási elmozdulása előtt szabaddá tegyék, azaz azelőtt, mielőtt az az elektródáról a bütyökre felcsúszna. Ilymódon a kapcsológerinc felemelését a laprugók nem akadályozzák meg, egyidejűleg azonban biztosítanak egy megfelelő kontaktuszáró erőt. Maga a tolattyú felhasználható a laprugók megvezetésére és megtámasztására is, amenynyiben a laprugóknak az alakját a tolattyú alakjához képezzük ki úgy, hogy a kapcsolóelem nyitásakor a tolattyú a laprugókat felemelje és a mindenkori kapcsológerincet tehermentesítse.

A találmány szerinti elektromos kapcsolóelem kialakítható úgy is, hogy a bütyök a szigetelőt gyűrűszerűén körül fogóan van kiképezve.

A több kapcsológerinc alkalmazása a találmány szerinti kapcsolóelemnél nemcsak azt teszi lehetővé, hogy a kapcsolandó áramokat több párhuzamos áramággá alakítsuk, hanem lehetővé teszi azt is, hogy több párhuzamosan vezetett áramot egyszerre szakítsunk meg vagy pedig egy áramban többszörös megszakítást hajtsunk végre. Ehhez az elektródákat tengelyirányban futó egymástól szigetelt szegmensekre kell bontani, amelyekhez mindegyikhez egy-egy kapcsológerinc tartozik. Ha a két elektróda azonos módon van felosztva és úgy van Irányítva, hogy a szegmensek párosán egymással szemben helyezkedjenek el és ha minden egyes szegmenspárhoz legalább egy kapcsológerincet rendelünk, akkor a találmány szerinti kapcsolóelem több fázisú kapcsolóként is alkalmazható, ha például három szegmensenként bontjuk, akkor háromfázisú kapcsolóként. Ha az előbb említett három részre osztott elektródákat egymással szemben úgy helyezzük el, hogy az egyik e-41

189.962 lektróda szegmenseinek a középvonala a másik elektródák szegmenseik közötti választófelületek középvonalával esik egybe és ha ilyen elrendezés mellett összesen öt kapcsológerincet oly módon rendezünk el, hogy két, az egyik elektróda egyik szegmenséből kiinduló kapcsológerinc a szemben lévő elektróda két szomszédos szegmensén végződik, akkor egy mánder-alakú áramutat kapunk a két elektróda között öt egymás mögött elrendezett megszakítási helylyel. Több kapccsológerincnek a koszorúalakú elrendezése az elektródák körül azzal a további előnnyel is jár, hogy egy sor egymással párhuzamos áramot kapunk, amelyek megfelelő áramirányokkal az elektróda dinamikus áramerő hatása következtében az érintkező nyomás emelkedéséhez vezetnek, mivel azok a párhuzamos elektromos vezetékek, amelyekben azonos irányban folyik az áram egymást vonzzák. Ez a hatás tovább erősíthető akkor, ha a koszorú alatt egy, a kapcsológerincből kiálló ferromágneses gyűrűt helyezünk el, célszerűen lágyvasból és ezzel szemben minden egyes kapcsológerinc fölött egy U-alakú ferromágneses részt helyezünk el, amelynek két szára a mindenkori kapcsológerinc két oldalán a gyűrűvel szemben helyezkedik el. Az ily módon kifejtett mágneses erősítés csökkenti az érintkezők zárásakor fellépő prellezést, és alkalmas arra is, hogy rövidzárára áramoknál az érintkezők mágneses elemelését megakadályozza. A találmány szerinti kapcsolóelem lehetővé teszi, hogy egyszerű módon képezzünk ki elő- és főkapcsoló érintkezőket, amely különösen terhelésmegszakítő kapcsolóknál rendkívül előnyösen alkalmazható. Ennek érdekében a találmány szerinti kapcsolóelemet több egymás mellett elhelyezett kapcsológerinccel kell kiképezni és a tolattyúnak a tolattyú párhuzamos falainak és a bütyöknek oly módon való kiképzését kell megvalósítani, hogy amikor a tolattyút a kapcsolóelem nyitóirányú állásába eltoljuk, akkor legalább az egyik kapcsológerinc később emelkedjen fel az egyik elektródáról, mint a többi, a kapcsolóelem zárásakor pedig ez a kapcsológerinc a többi kapcsológerinc előtt zárjon. Az erre a kapcsológerincre felvitt érintkező mint előérintkező használható, és ennek megfelelően megfelelő tűzálló anyagból képezhető ki. Azt, hogy az egyik kapcsológerinc a többihez képest a kapcsoló nyitásakor siessen, úgy lehet elérni, hogy a kapcsológerincnek azt a tartományát, amely a bütyök ferde felületére felcsúszik a bütyök ferde felülete előtt nagyobb távolságra képezzük ki, mint a többi kapcsológerincnél, így tehát a kapcsoló nyitásakor a bütyöknek a ferde felületét később fogja elérni, mint a többi kapcsológerinc.

A találmány szerinti kapcsolóelemnek az ívekkel szembeni jobb ellenállóképességét illetőleg ívállóságát azáltal lehet növelni, hogy az elektródának azt a tartományát, amelyről a kapcsológerinc érintkezője a kapcsológerinc nyitásakor felemelkedik, vagyis azt a tartományt, amelyik a szigetelőhöz a legközelebb esik, egy olyan anyagból képezzük ki, vagy olyan anyaggal borítjuk, amely jól vezető fém mellett egy vagy több olyan anyagot is tartalmaz, amely az ív hatására gázokat fejleszt, amely gázok az ivoltást megkönnyítik.

Olyan anyagok, amelyek ívoltó gázokat termelnek vannak például az US-PS 4 011 426, a DE-A1 26 47 822 valamint a DE-A 16 65 019 számú leírásokban ismertetve. A fent említett jó villamos vezetőképességgel rendelkező és ívoltó hatású anyagnak az alkalmazása a talmány szerinti kapcsolóelemben azzal az előnnyel jár, hogy az az ív, amely a kapcsológerinc felemelésekor a kapcsológerinc és az első elektróda között képződik, közvetlenül az ívoltó hatású tulajdonságokkal rendelkező anyagon ég el, és az ív oltásához - amire egyébként szükség lenne nincs szükség külön ívoltó berendezésre. Az esetek nagy részében az első elektródának egy olyan szelvénnyel való kialakítása, amely ívoltó gázokat kibocsátó anyagból vagy ívoltó tulajdonságokkal rendelkező anyagból áll, azzal a további előnnyel jár, hogy maga a kapcsolóelem lényegesen egyszerűbben kialakítható és egy sokkal kompaktabb kialakítás valósítható meg.

Az ívoltó tulajdonságokkal rendelkező anyag a találmány szerinti kapcsolóelem elektródájának bármelyik kiviteli alakjánál használható. Különösen előnyös az a kialakítás, amikor a találmány szerinti elektróda egyik szelvénye ebből a villamosán vezető fémet és ívoltó anyagot tartalmazó anyagból van kiképezve, és emellett a tolattyú vagy a tolattyúnak egyes részei,¹ amelyekre az ív egyébként hatást fejt ki további ívoltó gázokat kibocsátó anyagból vannak kiképezve. Nem túl nagy áramterhelés esetén a kapcsolóelem bekapcsolása közvetlenül elvégezhető úgy, hogy az érintkezés ezen az úgynevezett kettős fémen, azaz az ívoltó anyagot tartalmazó fémen keresztül történik. Mivel az ismert ívoltó anyagokat is tartalmazó kontaktus anyagok villamos vezetőképessége ugyan jó, de az áramterhelhetősége nem olyan nagy, a találmány szerinti kapcsolóelemnél a tolattyú elmozdulási útjának a hosszát, az ívoltó anyagot tartalmazó résznek a hosszát, valamint a bütyköt áthidaló kapcsológerinc hosszát egymáshoz képest úgy kell megállapítani, hogy az első elektróda felemelkedésekor, a kapcsológerinc egyik végére rögzített érintkező az első kapcsolóállásban (a kapcsoló bekapcsolt állapotában) az első elektródának, ívoltó anyagot nem tartalmazó második szelvényére feküdjön fel, a második kapcsoló állásban, (a kapcsoló kikapcsolt állapotban van) az első elektródára felemelve egy közbenső helyzetben az ívoltó anyagot is tartalmazó szelvényre feküdjön fel. Dy módon ugyanis megvalósul az, hogy a kettős fémet tartalmazó szelvény tartós áramnak nincs kitéve.

Annak érdekében, hogy a kapcsológerincet olyan rövidre lehessen megválasztani, amilyenre csak lehet, a bütyköt, amely a kapcsológerincet megemeli előnyösen nem rögzítetten, hanem két rögzített ütköző között tengelyirányban eltolhatóan célszerű a szigetelőre elhelyezni. A kapcsológerinc középső szelvénye, amely a bütyköt áthidalja, éppen ezért alig kell hosszabb legyen, mint maga a bütyök, és ez további kedvező lehetőséget teremt egy kompakt kapcsolóelem kialakításához. A kapcsológerinc akkor kezd először a bütyök ferde felülete mentén csúszva arról az elektródaszelvényről elválni, amely az ívoltó anyagot is tartalmazza, amikor a bütyök az eltolási útjának a végéhez ért, és az adott esetben keletkező ív a kívánt mértékben elég az ívoltó tulajdonságokkal rendelkező anyagon.

A kapcsolóelem ismételt kapcsolása esetén a bütyök a kapcsológerincről az ellentétes irányba mozdul el egy újabb másik vég állásig. Amennyiben meg akarunk győződni arról, hogy a kapcsolóelem zárásakor az érintkezés nem az ívoltó anyagokat is tartalmazó réteggel bevont részen következik be, hanem

189.962 az ahhoz csatlakozó, villamosán jól vezető anyagból kiképezett szelvényen, olyan intézkedéseket kell tenni, amelyek megakadályozzák azt, hogy a mindenkori kapcsológerinc a bekapcsolási elmozdulás alatt, amely bekapcsolás alatt a bütyöknek a ferde felületén mozdul el az első elektródára lecsússzon, mielőtt a bütyök a végállását elérte volna, amely végállásban a bütyök az első elektróda első szelvényén fekszik fel. Ez úgy érhető a legegyszerűbb módon el, hogy a bütyköt két ferde felülettel képezzük ki, amely két ferde felület a kapcsológerinc két vége felé irányulóan van kiképezve. A bütyök és az elmozdulási út megfelelő méretezésével arról is gondoskodni lehet és kell, hogy a nyúlvánnyal ellátott kapcsológerinc, amely nyúlvány a bütyök mentén van vezetve, a kapcsolónak a kikapcsolt állapotát a bütyök csúcsán túlmozdulva éri el, és itt egy rögzítő állásban megmarad, és ez a rögzítő állás lehetővé teszi, hogy a bütyök felemelt kapcsológerinc mellett visszatérjen a kiinduló helyzetébe, abban ahol a kapcsológerinc az ívoltó kettősfémet tartalmazó szelvényen feszik fel.

Ha a találmány szerinti kapcsolóelemet olyan kiviteli alakjában valósítjuk meg, ahol az elektródák hengeresek és az elektródákat körülveszi a tolattyú, amely tolattyú megvezető elemekkel van az oldalsó vezetékhez megvezetve, ebben az esetben lehetőség van arra, hogy a tolattyút az elektróda hossztengelye mentén forgathatóan képezzük ki. A tolattyúval együtt mozdulnak el illetőleg fordulnak el ebben az esetben a kapcsológerincek is az elektróda hossztengelye körül. Ez azzal az előnnyel jár, hogy az ívoltó anyagot tartalmazó kettős fémből kiképezett szelvény egyenletes mértékben ég be. Az Ívoltó anyagot tartalmazó részek ugyanis kevésbé állnak ellen a beégésnek, mint a tiszta fémek és ezért kívánatos az, hogy a kapcsoláskor keletkező ívek ne mindig az ívoltó anyaggal bevont szelvények egyazon részén égjenek le, hanem az iveknek a talppontja léptetésszerűen mindig más és más helyre tolódjon el, ami csak a forgatható tolattyúval valósítható meg Előnyös továbbá az is, hogy ha a tolattyút oly módon kapcsoljuk valamilyen hajtóelemmel össze, hogy minden kikapcsolási folyamatnál a tolattyú ne csak egy tengelyirányú eltolásnak, hanem egy forgatásnak is ki legyen téve, ahol a forgatás egy meghatározott szöggel történik. Ilyen jellegű meghajtó elemek,önmagukban ismertek.

A találmány szerinti elektromos kapcsolóelemet a továbbiakban példakénti kiviteli alakjai segítségével a mellékelt ábrákon ismertetjük részletesebben. Az

1. ábrán látható a találmány szerinti kapcsolóelem egy példakénti kiviteli alakjának hosszmetszete a kapcsoló zárt állapotában, a

2. ábrán az 1. ábrán bemutatott kapcsolóelem látható nyitott kapcsolóállásnál, a

3. ábrán az 1. ábra szerinti kapcsolóelem IIHII mentén vett metszete látható zárt kapcsolóállás esetén, a

4. ábra a találmány szerinti kapcsolóelem egy további kiviteli alakjának hosszmetszete látható, az

5. ábrán a 4. ábrán bemutatott kapcsolóelem hosszmetszete látható a tolattyú közbenső állásában, a

6. ábrán a 2. ábrán bemutatott példakénti kiviteli alak egy további kiviteli alakja látható, a

7. ábrán a 4. ábrán bemutatott példakénti kiviteli alakhoz hasonló kiviteli alak látható a 8. ábrán bemutatott kiviteli alak VII-VII vonal mentén történő metszetében, a

8. ábrán a 7. ábrán bemutatott kiviteli alak VIII-VHI vonal menti metszete látható, a

9. ábrán az 5. ábrán bemutatott példakénti kiviteli alak egy további változata látható hosszmetszetben, a

10. ábrán pedig a 6. ábrán bemutatott példakénti kiviteli alak egy hosszmetszete látható.

Az 1-3. ábrákon bemutatott kapcsolóelem különösen terhelésmegszakító kapcsolóként alkalmazható előnyösen kisfeszültségű kapcsolóberendezésekben. Ez a kapcsolóelem két hengeres 1 és 2 elektródákból áll, amelyeknek az átmérője megegyezik, és amelyek egy szintén hengeres, de valamivel kisebb átmérőjű 3 szigetelőn keresztül vannak egymással rögzítetten összekapcsolva, A 3 szigetelőre egy gyűrűszerűén kiképezett 4 bütyök van elhelyezve, amely 4 bütyök felületén két szintén gyűrűszerűén kiképezett 4a és 4b ferde felület van, amelyek közül a 4a ferde felület az 1 elektróda és a 4b ferde felület pedig a második 2 elektróda felé irányul. A 4 bütyök legszélesebb tartományában, amely szintén szigetelőanyagból van kiképezve, akkora átmérőjűre van kiképezve, hogy az kb. a kétszerese az első és a második 1 és 2 elektródák átmérőjének. Az 1 és 2 elektródák, a 3 szigetelő és a 4 bütyök úgy vannak elhelyezve, hogy ezeket egy koszorúként négy 5 kapcsológerinc veszi körül, amely 5 kapcsológerincek azonosra vannak kiképezve, és egyenlő távolságban veszik körül az 1 és 2 elektródákat, és mindegyik 5 kapcsológerinc mindkét végén 5a és 5b végek vannak kiképezve, amelyeken 6a és 6b érintkezők vannak elhelyezve. A 6a és 6b érintkezők a kapcsoló zárt helyzetében az 1 és 2 elektródák palástján fekszenek fel.

Az 5 kapcsológerincek középső tartományukban egy kifelé szélesedő 5c résszel vannak ellátva, amelyek alatt van a 4 bütyök elhelyezve. Az 5 kapcsológerincek megfelelő felfekvését az 1 és 2 elektródákon két gyűrűszerűén kiképezett, célszerűen rugalmas anyagból megvalósított 7 és 8 rugóelem biztosítja, amely 7 és 8 rugóelemek az 5 kapcsológerinc koszorú részét két különböző helyen körülölelik, mégpedig a 6a és 6b érintkezők közelében, és ezeknek a 7 és 8 rugóelemeknek a sugárirányú ereje az 5 kapcsológerincre fejtik ki a hatását. Az egyik 7 rugóelem az 5 kapcsológerincnek azon a tartományán van elhelyezve, amely párhuzamos tengelyű az 1 és 2 elektródákkal és itt semmiféle további megtámasztásra nincs is szükség, míg a 8 rugóelem az 5 kapcsológerincnek azon a részén van elhelyezve, ahol az 5 kapcsológerinc az 1 és 2 elektródák tengelyével szöget záróan van elhelyezkedve, és így a 8 rugóelem lényegében a 4 bütyök 4a ferde felületén helyezkedik el, ezért aztán szükség van arra, hogy az 5 kapcsológerincen 9 nyúlványokat képezzünk ki, amelyek megakadályozzák, hogy a 8 rugóelem az 5 kapcsológerinc ferde részén lecsússzon.

Az 1 és 2 elektródákra van a 10 tolattyú tengelyirányban eltolhatóan elhelyezve. Ez a 10 tolattyú körülöleli azt a koszorút, amelyet a négy darab 5> kapcsológerinc képez és maga a 10 tolattyú is oly módon van kiképezve, hogy az 5 kapcsológerinc körül el van osztva, mégpedig 90°-os helyzetekbe egymáshoz képest az 5 kapcsológerincek helyzetének megfelelően, a 10 tolattyú el van látva továbbá az 1 és 2 elektródák tengelyével párhuzamos 11 és 12 falakkal is, amelyek párosán vannakegymástólmegha-61

189.962 tározott távolságba elhelyezve, és a cél az , hogy az 5 kapcsológerincek 5a és 5b végein kis oldalirányú já’tékkal tudjanak felfeküdni, és így a kapcsolónak a kapcsolási irányba történő elmozdulásakor ezek is az 1 és 2 elektródák hosszirányába irányítottan mozdulnak el. A 11 és 12falaknaka tengelyre merőleges zárófelületei a 8 rugóelemeknek a megvezetésére és befogására szolgálnak a nyitási mozdulat során illetőleg a 7 rugóelem felfogására a kapcsolóelem zárásakor. Célszerű az, ha a 10 tolattyú az 1 elektróda hosszirányú tengelyéhez vonatkoztatva körszimetrikusan van kialakítva.

A 10 tolattyú elmozdulásakor ez az 5 kapcsológerincet is magával viszi Az 5 kapcsológerinc 5a végének a megvezetését a 10 tolattyú belseje képezi, mégpedig az 5a vég közelében a perselyen kiképezett sugárirányú és tengelyirányú nyúlványként kialakított 13 fal. Az 5 kapcsológerinc ellenkező 5b végének a megvezetésére a persely másik végén kiképzett 14 fal szolgál.

A kapcsolóelem nyitásához a 10 tolattyút az 1. ábrán 15 nyíllal jelölt irányba kell elmozdítani, A persely 13 fala kifejti a hatását az 5 kapcsológerinc 5a végére és azt magával mozdítja. Az 5 kapcsológerinc belső oldalán elhelyezett legömbölyített 16 nyúlványok, amelyek a 9 nyúlványok közelében találhatók, az elmozdulás során, ahogy az 1. ábrán is ez látható, bekapcsoláskor a 4 bütyök 4a ferde felületre felcsúsznak, minek következtében az 5a végen lévő 6a érintkező kényszerítve van arra, hogy az első 1 elektródáról felemelkedjen. A 4 bütyöknek természetesen ugyanez a feladata mind a négy 5 kapcsológerincre is. A 10 tolattyúnak a 15 nyíl irányába történő további elmozdulásakor a 16 nyúlvány eléri a 4 bütyöknek a 4c helyét. A 16 bütyök túllépi ezt a 4c helyet és egy kis darabon a 4b ferde felületen lefelé csúszik, mindaddig, amíg mozgása a 13 falnak egy, a 4 bütyök 17 kapcsolófelületén, amely az első 1 elektróda kerületén túlnyúlik, be nem fejeződik Ezt a helyzetet a 2 ábrán láthatjuk. Ebben a helyzetben az 5 kapcsológerincnek azáltal, hogy túllépték a 4c helyzet, amely 4c hely a 4 bütyök legnagyobb átmérőjű része, a 16 nyúlványok következtében nyitott állásban szelektálódnak, és ezzel egyidejűleg az első 1 elektródon a 13 falnak a 4 bütykön való felütközése következtében befedésre kerül, és így az az ív, amely a 6a érintkező és az első 1 elektróda között éghetett volna, vagy kialakulhatott volna, kisülésre kényszerül. Az ívnek az első 1 elektróda további tartományaira való átugrása ki van zárva, mert a 10 tolattyú mint zárt kapcsolókamra van kiképezve.

A találmány szerinti kapcsolóelem zárásához a 10 tolattyút a 15 nyíllal ellentétes iráyban toljuk el, ekkor az 5 kapusoíógerincek 16 nyúlványai ismételten elmozdulnak 4 bütyök legnagyobb átmérőjű 4c helyén, annak 4a ferde felületén lecsúsznak mindaddig, amíg a kapcsológerinc 5a végén lévő 6a és 6b érintkezők ismételten nem érintkeznek az első 1 elektródával Az eltolási mozgás akkor fejeződik be, amikor az 5 kapcsológerincek a 4 bütyök második 4b ferde felületein íélütköznek.

Előnyös a találmány szerinti kapcsolóelemnél, ha a 10 tolattyút abban a tartományában, amelyben a felemelkedő 6a érintkezők ei vannak helyezve, olyan anyagú fallal képezzük ki, amely az ív hatására ívoltó gázok lecsapódását teszi lehetővé.

A 3, ábrán látható a 10 tolattyú egy olyan kiviteli alakja, ahol a felerősítő peremen 22 furatok vannak kiképezve, amelyekkel a kapcsolóelem egy szerelőlapra rögzíthető.

A kapcsolóelemnek a III-HI vonal mentén vett metszete, az első 1 elektródában lévő tengelyirányú 25 furat kivételével, mindkét korábban bemutatott példakénti kiviteli alaknál hasonló, úgy hogy a 3. ábra mind a kettőre vonatkozik.

A második példakénti kiviteli alak az első példakénti kiviteli alaktól abban különbözik, hogy a 4 bütyök a 3 szigetelőn az 1 és 2 elektródák hossztengelye mentén eltolhatóan van elhelyezve.

Ez utóbbi alak a 4. ábrán látható. Ahhoz, hogy a bütyök az 1 és 2 elektródák hossztengelye mentén eltolható legyen, a 4 bütyök egy központi furattal van ellátva, amely fürat egyik 21 szakasza nagyobb a 3 szigetelővel szomszédos első 1 elektróda 18 szelvényével megegyező átmérőjűre van kiképezve, míg a második szakasza kisebb, a 3 szigetelő átmérőjével megegyező átmérőjűre van kiképezve. A 3 szigetelő hoszsza és a 4 bütyök furatának kisebb átmérőjű szelvénye hossza közötti különbség képezi a maximális eltolási utat.

A 4 bütyök központi furata 21 szakaszának hosszá megegyezik az első 1 elektróda első 18 szelvényének a hosszával, amely 18 szelvény ív hatására kedvezően viselkedő anyagból, célszerűen ezüstözött volframból vagy ezüstözött, vagy rézzel bevont volframból, vagy pedig olyan kettős fémből van, amely ív hatására ívoltó gázokat bocsát ki.

A kapcsolóelem nyitásakor a 10 tolattyút a 15 nyíl irányába kell elmozdítani A 10 tolattyú 13 fala az 5 kapcsológerinc 5a végére fejti ki a hatását és azt magával viszi. Ekkor az 5 kapcsológerinc alsó oldalán kiképezett legömbölyített 16 nyúlványok, amelyek a 8 nyúlványok közelében találhatók, az 5 kapcsológerinc eltolásakor, ahogyan ez a 4. ábrán bemutatott bekapcsolt állapotot is mutatja, a 4 bütyök 4a ferde felületén ütköznek fel. Ezek azonban először nem a 4a ferde felület mentén felfelé modulnak el, hanem először eltolják magát a 4 bütyköt is mindaddig, amíg ez a második 2 elektróda végén kiképezett 19 ütközőnek nem ütközik. Ez alatt az elmozdulás alatt a 4 bütyök az első 1 elektróda 18 szelvényét, amely a 3 szigetelőhöz csatlakozik, és amely ív hatására kedvezően viselkedő villamos érintkező anyagból vagy ív hatására ívoltó gázokat kibocsátó anyagból áll szabaddá teszi.

Ha a 4 bütyök a 19 ütközőt elérte, ahogyan ez az

5. ábrán látható, az 5 kapcsológerinc 16 nyúlványai a 4a ferde felület mentén elmozdulnak, kényszerítik az kapcsológerincek 5a végein lévő 6a érintkezőket, hogy az 1 elektródáról felemelkedjenek. Ha 16 nyúlványok a 4 bütyök 4c helyén túlhaladnak, akkor még egy darabon tovább csúsznak, mégpedig a 4b ferde felületen lefelé, mindaddig, amíg a mozgását a 13 falnak a 4 bütyök ellenkező oldalán lévő 17 kapcsoló felületének történő ütközése nem állítja meg, amely 17 kapcsoló felület az 1 elektróda kerületén túlnyúlóan van kiképezve. Ezt a helyzetet a 6. ábrán láthatjuk. Ebben a helyzetben az 5 kapcsológerincek, azáltal hogy a 4 bütyök túllépte a 4c helyet, a 16 nyúlványok következtében a nyitott-helyzetben arektálódik, és ekkor a 10 tolattyún az első 1 elektróda 18 szakaszát a 13 falnak a 4 bütykön való felütközése után lefedi Ebben a helyzetben az ív,, amely a kapcsológerinc 5a végein lévő 6a érintkezők és az első 1 elektróda között kialakulhatott volna, kioltásra kényszerül· Az pedig, hogy az ív az első 1 elektróda további tartományára átterjedjen ki van zárva, mivel a ÍO tolattyú zárt kamraként van kiképezve.

Ha az első 1 elektróda 18 szelvénye olyan anyagból van kiképezve, vagy olyan anyagot tartalmaz, amely ív képződésekor ívoltógázokat bocsát ki, akkor a 6a érintkezőnek az első 1 elektródáról történő felemelkedésekor keletkező ív igen gyorsan kioldódik, mivel a találmány szerinti kapcsolóelemnél, nem úgy mint az ismert terhelésmegszakítóknál· ahol az ív először egy ívoltó kamrába lép be, maga az elektróda szakasz képezi magát az ívoltó szerkezetet, és így maga az ívoltó anyag közvetlenül az ív képződésénél található, akkor amikor a 6a érintkező felemelkedik. Éppen ezért maga az ívoltás sokkal gyorsabban következik be, mint az ismert kapcsolóknál, természetesen csak akkor, hogy ha a kapcsolóelem kellőképp gyorsításáról gondoskodunk, amely gyorsítás például megfelelő ívoltó mechanizmussal valósítható meg

A kapcsolóelem záráshoz a 10 tolattyút a 15 nyíllal ellentétes iráyba kell eltolni, aminek következményeként az 5 kapcsológerincek 16 nyúlványai a 4 bütykön szintén a 16 nyíllal ellentétes irányba mozdulnak el· és ekkor a 4 bütyök is a 15 nyfllal ellentétes irányba fog elmozdulni, mindaddig míg az első 1 elektróda 18 szelvényének 20 ütközőjének nem ütközik, és az 5 kapcsológerincek 16 nyúlványai csak akkor mozdulnak el ismételten a 4 bütyök 4c helye fölött, amikor a 4 bütyök az első 18 szelvényt éppen lefedte. Ezt követően a 16 nyúlványok a 4a ferde felületen lecsúsznak mindaddig amíg az 5 kapcsológerincek 5a végein kiképezett 6a érintkezők az első 1 elektróda első 18 szelvényéhez csatlakozó második 23 szelvényével nem érintkeznek, amely szelvény anyaga úgy van megválasztva, hogy az tartós áramterheléssel szemben jól viselkedjék, és amelynek a 6a érintkezővel kicsi az átmeneti ellenállása, így kicsi a melegedése is.

A fent említett tartós áramterhelésnek kitett anyagok közül a legelőnyösebbek az ezüsttel bevont kadmium-oxid, az ezüsttel bevont cink-oxid, az ezüstözött cink-oxid és indium-oxid, ezüstözött cink-oxid volfram-oxid vagy ezüstözött szén, vagy egyéb hasonló anyag A kapcsolási út akkor érvéget amikor az 5 kapcsológerinc a 4 bütyök második 4b ferde felületén felütközik.

A második példakénti kiviteli alak abban különbözik még az első példakénti kiviteli alaktól, hogy a második 2 elektródára a 3 szigetelőtől adott távolságra egy villamosán szigetelő perselyként kiképezett réteg van fekive, amely 24 rétegnek a külső átmérője megegyezik a második 2 elektróda külső átmérőjével. Erre a 24 rétegre csúsznak rá a kapcsolóelem nyitásakor a 6b érintkezők, miután az ellenkező oldalon lévő 6a érintkezők az első 1 elektródáról felemelkednek. A szigetelő 24 réteg a nyitott kapcsolóelem átütési feszültségét növeli meg

Természetesen ez a szigetelő 24 réteg hasonló módon fehihető az előző kapcsolóelemnél bemutatott példakénti kiviteli akaknál is a második 2 elektródán.

A 7-10. ábrákon a találmány szerinti kapcsolóelem egy további kiviteli alakját mutatjuk be, amely két hengeres 1 és 2 elektródából áll, amelyeknek egymással szomszédos végei meghatározott hosszúságúak, azonos átmérőjűre vannak kiképezve és egymással egy henger alakú 3 szigetelő segítségével méreven össze vannak fogva, és a szigetelő az elektródák közötti szakaszának egy részén kisebb átmérőjűre van kiképezve, mint az elektródák átmérője. A 3 szigetelőre tengelyirányban eltolhatóan gyűrűként kiképzett 4 bütyök van elhelyezve, amelynek kerülete mentén további 4, 4' bütyök-pár van kiképezve, és az egy párhoz tartozó 4' bütykök párhuzamosan vannak egymással úgy, hogy mindenkor a négy 5', 5* kapcsológerinc közül valamelyiket maguk közé fogják. A 4' bütykök azonos módon vannak kiképezve, és mindenkor az első 1 elektróda felé irányuló 4a ferde felület és a második 2 elektróda felé irányuló 4b ferde felület korlátozza a mozgásukat.

A gyűrűként kiképezett 4 bütyök lényegében szigetelő anyagból van kiképezve, és az 1 és 2 elektródák tengelye mentén egy meghatározott hosszúságban eltolhatók. A 4 bütyök központi furata két különböző átmérőjű szakaszból áll, a 21 szakaszból, amelynek átmérője a határoló 1 és 2 elektródák átmérőjével egyezik meg, és egy középső kisebb átmérőjű szakaszból, amelynek átmérője a 3 szigetelő átmérőjével egyezik meg. A 4 bütyök eltolási útja így egyrészt az első 1 elektróda vége által van korlátozva, másrészt pedig a 3 szigetelő másik oldalon lévő 19 ütközője által.

Az első 1 elektróda el van látva egy 18 szelvénynyel· amelynek anyaga olyan, hogy ívképződés hatására ívoltó gázokat bocsát ki. A kapcsoló zárt állapotában (lásd 7. ábra) ez a 18 szelvény teljes egészében le van fedve a 4 bütyökkel·

A kapcsolóelem körül van véve négy 5' és 5” kapcsológerincekkel, amelyek az 1 és 2 elektródák kerülete mentén egyenlő távolságra elosztva vannak elhelyezve, és a kapcsoló zárt állapotában az első 1 elektróda ó'a és 6”a érintkezővel és a második elektróda 6'b és 6b érintkezővel kapcsolatban vannak.

A, lényegében egyenes vonalúan kiképzett 5' és 5 kapcsológerincek keresztezik a 4 bütyköt, és a gyűrűként kiképezett 4 bütyök középső tartományában mindenkor a 4' bütyök-párok között vannak megvezetve. Az a szükséges erő, amellyel az 5' és 5ⁿ kapcsológerincek az 1 és 2 elektródára nyomódnak, a sugárirányban futó, és körülbelül középen elhelyezett 8 rugóelemmel van biztosítva, amelynek egyik vége a 10 tolattyúra és az ellenkező irányú vége pedig a mindenkori 5', 5 kapcsológerincre támaszkodik, amely a 8 rugóelem megfelelő helyezéséhez 9 nyúlvánnyal van ellátva. A 10 tolattyú az 1 és 2 elektródákon eltolhatóan van elhelyezve, és körülfogja a négy 5', '5 kapcsológerinceket magába foglaló koszorút és el van látva célszerűen a kapcsológerincek elhelyezésének megfelelően egymáshoz 90°-al eltolt, a tengellyel párhuzamos 11 falakkal· amelyek páronként egymástól adott távolságra vannak elhelyezve, és azt a célt szolgálják, hogy az 5', 5 kapcsológerincek közöttük kis oldaljátékkal helyezkedhessenek el, és ily módon az 1 és 2 elektródák hosszirányú kapcsoló mozgása megvan vezetve.

A 10 tolattyú eltolásakor magával viszi az 5¹, 5 kapcsológerinceket A kapcsológerincek 5'a és 5a végeinek a továbbvitelére a 10 persely belsejében annak célszerűen a végén sugárirányban és tengelyirányban eltolható 13 fal van kiképezve. Az 5'b illetőleg az 5b végeknek a befogására és továbbítására a 10 perselyben 14 fal van kiképezve.

Az egymással szemben fekvő 5' kapcsológerincek el vannak látva a ó'a és 6'b előérintkezőkkel· míg a többi egymással szemben lévő 5 kapcsológerincek ti

189.962 a 6a és 6b főérintkezőket hordozzák. Az első 1 elektródára felfekvő 6'a és 6a érintkezők tengelyirányú helyzete azonos, míg a második 2 elektródán lévő 6'b előérintkező szorosabban fekszik a 3 szigetelőre, mint a 6b főérintkezők.

Minden egyes 5', 5 alsó oldalán a tengelyre merőlegesen futó 16' nyúlvány van,kiképezve, és a kapcsoló zárt állapotában a 6a és 6b főérintkezőkkel ellátott 5' kapcsológerinchez illesztett csapként kiképzett 16 nyúlvány szorosan felfekszik a 4 bütyöknek a 4a ferde felület előtti részére, míg a 6 a és 6'b előérintkezőket tartalmazó 5' kapcsoló· gerincre erősített 16 nyúlvány a 4' bütyök 4a ferde felületétől nagyobb távolságra van.

Ha tehát a kapcsolóelem nyitásakor a 10 tolatytyút a 15 nyíl irányába mozdítjuk el, akkor először a foérintkezőkkel ellátott 5 kapcsológerincre erősített 16'' nyúlvány fog a 4' bütyök 4a ferde felületével érintkezni, és ez először nem felfelé fog eltolódni, hanem először eltolja a 4 bütyköt, míg az a 3 szigetelő 19 ütközőinek nem ütközik. Ezalatt az idő alatt, illetőleg az így megtett út alatt, a 4 bütyök szabaddá teszi az első 1 elektróda ívoltó gázokat kibocsátó első 18 szelvényét Ezt követően a csapként kiképzett 16 nyúlvány a hozzátartozó 4' bütyök 4a ferde felületén felfelé mozdul el, és felemeli az első 1 elektródáról a 6b főérintkezőket Egy kicsivel később pedig az 5' kapcsológerincre erősített 16' nyúlvány érintkezik a hozzárendelt 4' bütyöknek a 4a ferde felületével és csúszik rajta végig. Ekkor a 6'a érintkezők az első 1 elektródáról felemelkednek. A 6 a érintkezőnek az 1 elektródáról történő felemelkedésekor keletkező ív nagyon gyorsan kialszik, mert az ív közvetlenül az elektróda 18 szelvényénél alakul ki, amely ívoltó gázokat, célszerűen hidrogént bocsát ki magából ív hatására. A 10 tolattyú mindaddig elmozdul, míg mindkét 16' és 16 nyúlvány túl nem jutott a 4' bütyök 4c helyén. Ez látható a 10. ábrán A 10 tolattyút tovább nem is lehet eltolni, mivel az egy 30 perselyként van kiképezve, amelyen egy ütközőként kiképezett 17 kapcsoló felület van. Ez a persely az 1 elektródát szorosan veszi körül.

Az 5' és 5 kapcsológerinceknek az 1 elektróda felé eső végein célszerűen Z-alakúra hajlított 31 lemez van elhelyezve (8, ábra), amelynek szélessége megegyezik az 5' és 5 kapcsoló^erincek szélességivel, és a 10 tolattyúnak a 6'a, 6 a érintkezőket tartalmazó tartományát az ellenkező oldalon lévő, ő”b, ób érintkezőket tartalmazó tartománytól leárnyékolja, így az esetleg leszakadó ív mindenképpen a 10 tolattyúnak a 6 a, 6 a érintkezőket tartalmazó részében marad.

A kapcsolóelem nyitásakor a második 2 elektródák és a 6'b, 6b érintkezők között is megszűnik a kapcsolat, mivel ennek a második 2 elektródának a hátsó szakasza kisebb átmérőjűre van kiképezve, mint az a tartomány, amely a 3 szigetelővel érintkezik. A 6’b, 6”b érintkezők ennek a szakasznak az irányába vannak tehát eltolva és azáltal is megvannak akadályozva, hogy a 2 elektródával érintkezzenek, hogy az 5', 5 kapcsológerincek 5’b, 5”b végei a 10 tolattyú 26 nyúlványának ütköznek Bekor a 6'b, 6b érintkezők tehát szintén nem érintkeznek a 2 elektródával és így a kapcsolóelemnek nagyobb lesz az átütési feszültsége. Még egy további lehetőség az átütési feszültség növelésére az, ha a 2 elektródának a kisebb átmérőjű szakaszát egy szigetelő 24 réteggel vonjuk be. (9. ábra)

A kapcsolóelem zárásához a 10 tolattyút a 15 nyíllal ellentétes irányba kell elmozdítani Ékkőt az előérintkezőkkel ellátott 5' kapcsológerincre erősített 16' nyúlvány a hozzátartozó 4' bütyök 4b ferde felületén mozdul el és a gyűrűként kiképezett 4' bütyköt is magával mozdítja, mindaddig amíg az első 1 elektróda 18 szelvényének 20 ütközőjéhez nem ütközik és amíg a 18 szelvényt teljes égiszében le nem fedi. Csak ezt követően mozdul el a 16' nyúlvány a 4' bütyök 4c helyén áthaladva tovább a 4a felületen lecsúszva. Mivel az 5' kapcsológerinre felerősített 16' nyúlvány az 5 kapcsológerincre erősített 16 nyúlványt megelőzi, előbb is érintkezik az 1 elektródával mielőtt a 6'b, 6b érintkezők a 2 elektródával ismételten érintkeznének. A 6'a érintkező anyagát célszerű olyanra választani, amely kevésbé ég be, míg a főérintkezők anyagát olyanra célszerű választani, amely tartós áramteihelést bír el jól és amelynek kicsi a z átmeneti ellenállása.

A harmadik példakénti kiviteli alak két előérintkezőkkel ellátott és két foérintkezőkkel ellátott kapcsológerincet tartalmaz. Ez a példakénti kiviteli alak megvalósítható természetesen úgy is, hogy több kapcsológerincet képezünk ki előérintkezőveí, mint főérintkezővel. Ekkor igen kiváló bekapcsolási tulajdonságokkal rendelkező kapcsolóelemet lehet előállítani. Kialakítható azonban a kapcsolóelem úgy is, hogy több kapcsológerinc van főérintkezővel ellátva, mint előérintkezőveí. Az így kiképzett kapcsoló bekapcsolási jellemzői nem olyan kiválóak, mint az előbbi esetben, a tartós áramterhelést azonban sokkal jobban bírják.

Előérintkezők anyagául célszerű például a volframmal bevont iéz vagy az ezüsttel bevont kadmium-oxid. Főérintkezőként például előnyös az ezüstözött réz. A 7—10, ábrákon bemutatott példakénti kiviteli alak legegyserűbb formájában úgy valósítható meg, ha a kapcsológerínc anyaga réz vagy nagy réztartalmú ötvözet, és a 6a és 6b érintkezők sajtolással vannak ebben az 5 kapcsológerincben kiképezve, majd ezüstözve vannak.

Claims (27)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Elektromos kapcsolóelem, amely előnyösen kisfeszültségű kapcsolóberendezésekben mint terhelésmegszakító alkalmazható, ahol a kapcsolóberendezésekben kapcsolóhidak vannak két rögzítetten elhelyezett elektromos csatlakozóelemhez kiképezve, azzal jellemezve, hogy a csatlakozóelemeket két egymással szemben koaxiálisán elhelyezet rúdalakú elektróda (1, 2) képezi, amelyek egymással egy, közöttük szintén koaxiálisán elhelyezett szigetelővel (3) vannak összekapcsolva, továbbá a kapcsolóidat legalább egy, villamosán vezető anyagból kiképezett, tengelyirányban eltolható, egymástól adott távolságra elhelyezett iugozóelemekkel az elektródáknak (1, 2) nyomott érintkezőkkel (6a, 6b) ellátott kapcsológerinc (5) képezi, továbbá a szigetelő (3) a kapcsológerinc (5) alatti részén legalább az egyik végén a kapcsológerinc (5) felé irányuló ferde felülettel (4a) ellátott bütyökkel (4) van ellátva, továbbá tartalmaz a kapcsolóelem egy, a kapcsológerinc (5) két végének (5a, 5b) felfedését a két kapcsolóhelyzetben biztosító falakkal (13, 14) ellátott tolattyút (10), amelyben az elektródák (1, 2) eltol· hatóan vannak elhelyezve.

   189,962
2. 2. Az 1, igénypont szerinti elektromos kapcsolóelem, azzal jellemezve, hogy a második elektróda (2) az első és a második elektróda (1, 2) közötti szigetelőtől (3) adott távolságra szigetelő réteggel (24) van ellátva, és a szigetelő (3) és a szigetelő réteg (24) közötti távolság úgy van megválasztva, hogy a tolattyú (10) a kapcsolóelem nyitásához szükséges elmozdulásakor először a kapcsológerincnek (5) a szigetelő rétegével (24) érintkezőén van kiképezve.
3. 3. Az 1. vagy 2, igénypont szerinti elektromos kapcsolóelem, azzal jellemezve, hogy az első elektróda (1) különböző villamos vezetőképességei anyagokból kiképezett szelvényekből áll, vagy azokkal van borítva, ahol az első szelvény (18) villamos ívnek jól ellenálló anyagból, a második szelvény (23) pedig tartós áramterhelésnek ellenálló, az elektródákkal (1, 2) nem összehegedő anyagból van.
4. 4. A 3. igénypont szerinti elektromos kapcsolóelem, azzal jellemezve, hogy az első elektróda (1) második szelvényének (23) az anyaga ezüstözött grafit (Ag/C), ezüstözött kadmiumoxid (Ag/ CdO), ezüstözött cinkoxid (Ag/SnO₂), ezüstözött zinnoxid-indiumoxid (Ag/SnO₂/InO₃) vagy ezüstözött zjnnoxid - voframoxid (Ag/SnO₂WO₃).
5. 5. A 3. vagy 4. igénypont szerinti elektromos kapcsolóelem, azzal jellemezve, hogy az első elektróda (1) első szelvénye (18) rézzel bevont volfram (Cu/W), ezüsttel bevont volfram (Ag/W), ezüsttel bevont volfranikarbid (Ag/WC) vagy ezüsttel bevont nikkel (Ag/Ni).
6. 6. A 3, vagy 4. igénypont szerinti elektromos kapcsolóelem, azzal jellemezve, hogy az első elektróda (1) első szelvénye (18) egy jól vezető fémből és egyéb ívképződés alatt ívoltó gázt kibocsátó anyagból van kiképezve.
7. 7. A 3-6. igénypontok bármelyike szerinti elektromos kapcsolóelem, azzal jellemez ve, hogy a tolattyú (10) elmozdulása, az első, a szigetelőhöz (3) legközelebb eső szelvény (18) hossza, valamint a bütyköt (4) áthidaló kapcsológerinc (5) hossza (L) olymódon vannak meghatározva, hogy a kapcsolóelem bekapcsolt állapotában a kapcsológerinc (5) egyik végén (5a) lévő érintkező (6a) az első elektróda (1) második szelvényén (23) fekszik fel, míg a kapcsolóelem kikapcsolt állapotában az első elektróda (1) első szelvényén (18) fekszik fel.
8. 8. A 7. igénypont szerinti kapcsolóelem, azzal jellemezve, hogy a szigetelőn (3) kiképezett bütyök (4) két rögzített ütköző (19, 20) között tengelyirányban eltolhatőan van kiképezve.
9. 9. A 8. igénypont szerinti kapcsolóelem, azzal jellemezve, hogy a bütyök (4) a kapcsolóelem bekapcsolt állapotában az első elektróda (1) első szelvényén (18) felfekvően van kiképezve.
10. 10. Az 1-9, igénypontok bármelyike szerinti kapcsolóelem, azzal jellemezve, hogy a tolattyú (10), a kapcsológerincnek (5) az elektródák (1, 2) hossztengelye mentén történő megvezetéséhez, vezetőelemként kiképezett falakkal (11, 12) van ellátva.
11. 11. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti elektromos kapcsolóelem, azzaljellemezve, hogy a tolattyú (10) az elektródák (1, 2) által megvezetetten van kiképezve.
12. 12. Az 1-11. igénypontok bármelyike szerinti elektromos kapcsolóelem, azzal jellemezve, hogy a tolattyú (10) kamraként, előnyösen ívoltó kamraként van kiképezve,
13. 13. Az 1-12. igénypontok bármelyike szerinti elektromos kapcsolóelem, azzaljellemezve, hogy a tolattyú (10) az elektródákat (1, 2) körülfogván van kiképezve.
14. 14. Az 1-13, igénypontok bármelyike szerinti elektromos kapcsolóelem, azzaljellemezve, hogy a tolattyú (10) legalább részben ív hatására ívoltó gázt kibocsátó anyagból van kiképezve,
15. 15. A 12-14. igénypontok bármelyike szerinti elektromos kapcsolóelem, azzal jellemezve, hogy a kamraként kiképzett tolattyú (10) legalább az érintkezővel (6a) adott esetben érintkező tartományában perforálva van.
16. 16. Az 1-15. igénypontok bármelyike szerinti elektromos kapcsolóelem, azzaljellemezve, hogy a tolattyúnak (10) a kapcsológerincen (5) elhelyezett érintkezővel (6a) szomszédos részén egy vagy több, az első elektróda (1) és az érintkező (6a) közötti tartományában, tengelyirányban bevezethető egy- vagy több ívoltólap bevezetésére kiképzett horony van.
17. 17. Az 1-16. igénypontok bármelyike szerinti elektromos kapcsolóelem, azzal jellemezve, hogy a bütyök (4) a kapcsológerinc (5) másik vége (5b) felé irányuló egy további ferde felülettel (4b) is el van látva, és a két ferde felület (4a, 4b) együttesen egy nyerget képez, amelyre a kapcsológerinc (5) a kapcsoló nyitott állásában a nyúlványával (16) felfekszik.
18. 18. Az 1-17. igénypontok bármelyike szerinti elektromos kapcsolóelem, azzaljellemezve, hogy egyazon tolattyú (10) által működtetett több tengely irány bán egymás mellett elhelyezett kapcsológerincet (5) tartalmaz,
19. 19. A 18. igénypont szerinti elektromos kapcsolóelem, azzal jellemezve, hogy a kapcsológerinc (5) koszorúszerűen van az elektródák (1, 2) körül elhelyezve.
20. 20. A 19. igénypont szerinti elektromos kapcsolóelem, azzal jellemezve, hogy a tolattyú (10) egy, az elektródákat (1, 2) koncentrikusan körülvevő és a kapcsológerincet (5) körülfogó perselyként van kiképezve.
21. 21. Az 1-20. igénypontok bármelyike szerinti elektromos kapcsolóelem, azzaljellemezve, hogy az érintkezőt (6a) a kapcsolóelem nyitott helyzetében az első elektródához (1) nyomó rugó, egy az elektróda (1) hossztengelyével párhuzamos laprugó, amely egyik végén az elektródához (1) van rögzítve.
22. 22. A 21. igénypont szerinti elektromos kapcsolóelem, azzal jellemezve, hogy a laprugónak a kapcsológerincet (5) az első elektródához (1) nyomó vége kelten van kiképezve.
23. 23. A 19-22. igénypontok bármelyike szerinti elektromos kapcsolóelem, azzal jellemezve, hogy a bütyök (4) a szigetelőt (3) gyűrűszerűén körülfogóan van kiképezve.
24. 24. Az 1-23. igénypontok bármelyike szerinti elektromos kapcsolóelem, azzal jellemezve, hogy a tolattvúnak (10) a kapcsológerinc (5) felemel· kedő végére (5a) ható fal (13) a második kapcsolóál· lásban a bütyökre (4)ütközőenvan kiképezve.
25. 25. A 18-24. igénypontok bármelyike szerinti elektromos kapcsolóelem, azzal jellemezve, hogy az elektródák (1, 2) tengely irányban egymástól szigetelt szegmenseibe vannak osztva, amelyekhez

    -101

    189,962 külön kapcsológerincek (5) vannak kiképezve.
26. 26. A 19. igénypont szerinti elektromos kapcsolóelem, azzal jellemezve, hogy a kapcsológerincekből (5) kiképezett koszorú alatt egy ferro· g mágneses gyűrű ezzel szemben a kapcsológerinc ° fölött egy U-alakú ferromágneses elem van elhelyezve, amely utóbbinak két szára a mindenkori kapcsológerincen (5) fekszik fel és a gyűrűvel ellenkező irányban.
27. 27. A 18. igénypont szerinti elektromos kapcsoló- -|Q elem, azzal jellemezve, hogy a kapcsológerinc (5) a tolattyú falak (13, 14) és a bütyök (4) egymáshoz képest úgy vannak elhelyezve és működtetve, hogy a kapcsológerincek (5) a tolattyú (10) eltolásakor legalább részben egymásután zárnak.

    10 db ábra

    F.k.: Himer Zoltán Országos Találmányi Hivatal