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Schutzrohrkontakt
In der USA-Patentschrift Nr. 2, 264, 746 ist ein Schutzrohrwechselkontakt beschrieben, welcher aus zwei in festem Abstand gegeneinander gehaltenen äusseren Kontaktfedern besteht, zwischen denen eine
Umschaltekontaktfeder angeordnet ist. In der Ruhestellung liegt die Umschaltekontaktfeder auf der zur Ruheseite gehörenden äusseren Kontaktfeder auf. Diese äussere Kontaktfeder besteht aus lichtmagneti- sierbarem Material. Die andere zur Arbeitsseite gehörende äussere Kontaktfeder sowie die Umschaltekon- taktfeder bestehen demgegenüber aus magnetisierbarem Material.
Wird nun diese Anordnung in ein in
Längsrichtung verlaufendes Magnetfeld gebracht, so wird in dem Arbeitsluftspalt zwischen den beiden magnetisierbaren Kontaktfedern ein Kraftfeld erzeugt, welches diese beiden Federn zusammenzieht, wobei die Ruheseite des Wechselkontaktes geöffnet und die Arbeitsseite geschlossen wird. Hiebei bleibt aber der Abstand zwischen den beiden äusseren Kontaktfedern infolge eines isolierenden Abstandsstückes erhalten.
Eine andere Ausführungsform eines Schutzrohrwechselkontaktes ist in der USA-Patentschrift Nr. 2, 397, 123 beschrieben. Die Fig. 5 dieser Patentschrift zeigt einen Schutzrohrwechselkontakt mit Übergang. Bei diesem Kontakt wird nämlich bei magnetischer Erregung erst die Arbeitsseite geschlossen und dann die Ruheseite geöffnet, Erreicht wird dies dadurch, dass der zur Arbeitsseite gehörende Kontaktteil derart federnd angeordnet ist, dass er bei magnetischer Erregung der Anordnung an den Umschaltekontaktteil herangezogen wird und mit diesem Kontakt gibt, In diesem Zustand besteht noch ein Luftspalt zwischen dem Umschaltekontaktteil und einem Magnetstück, das etwa parallel zur den Umschaltekontaktteil tragenden Umschaltekontaktfeder angeordnet ist.
Der Fluss verläuft also über dieses Magnetstück, den sich daran anschliessenden Luftspalt zum Umschaltekontaktteil und von diesem zu dem zur Arbeitsseite gehörenden Kontaktteil. Dieser Luftspalt ist infolge starrer Anordnung der ihn begrenzenden flussführenden Teile in seiner Ausdehnung konstant. Der über diesen Luftspalt sich schliessende Fluss sorgt dann dafür, dass die Ruheseite abgehoben wird. Bei dieser Anordnung bildet der zur Arbeitsseite gehörende Kontaktteil ein betätigtes Organ, u. zw. das zuerst betätigte Organ. Dieser Kontaktteil schliesst nämlich seine Kontaktstelle mit dem Umschaltekontaktteil, bevor noch der Umschaltekontaktteil überhaupt bewegt wird. Mithin besitzt der federnd angeordnete, zur Arbeitsseite gehörende Kontaktteil geringere Federungskräfte als die den Umschaltekontaktteil tragende Umschaltekontaktfeder.
Diese Funktion wird durch eine ganz besondere Art der Flussleitung erzielt, bei der ein besonderes, etwa parallel zur Umschaltekontaktfeder angeordnetes Magnetstück erforderlich ist.
Es ist nun bei derartigen Kontakten eine bekannte Erscheinung, dass durch Überlastung oder Kontaktabnutzung ein Kleben der Kontaktstellen eintritt. Klebt die Ruheseite eines Wechselkontaktes, so genügt die für die Betätigung normalerweise erforderliche Erregung nicht mehr, um die Umschaltekontaktfeder von der zur Ruheseite gehörenden äusseren Kontaktfeder abzureissen. Es Ist hiefür eine erheblich grössere Erregung erforderlich, insbeondere darum, weil die Erregung in diesem Zustand des Klebens den gleichen Luftspalt zu überwinden hat wie im Falle des Nichtklebens. Dieser Luftspalt bleibt bis zum Abreissen unverändert erhalten, da bei den bekannten Anordnungen die den betreffenden Luftspalt bildenden Teile starr zueinander angeordnet sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Begleiterscheinung des im allgemeinen unvermeidlichen Klebeeffektes in ihrer schädlichen Wirkung soweit wie möglich zu verringern. Benutzt wird hiezu
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einSchutzrohrkontaktmitzweiäusseren Kontaktfedern und einer zwischen diesen liegenden biegsamen Um- schaltekontaktfeder, bei dem die zur Arbeitsseite gehörende äussere Kontaktfeder gegenüber der zur Ruheseite gehörenden äusseren Kontaktfeder federnd angeordnet ist. Gelöst wird das Problem erfindungsgemäss da- durch, dass die Steifigkeit der zur Arbeitsseite gehörenden äusseren Kontaktfeder grösser als die der Um- schaltekontaktfeder ist und dass der die Betätigung bewirkende Magnetfluss sich ausschliesslich über diesen beiden Kontaktfedern schliesst.
Die Wirkungsweise dieser Anordnung sei an Hand der Figuren erläutert,
In den Fig. la, b und c ist ein Schutzrohrwechselkontakt in verschiedenen Lagen dargestellt. Die
Fig. la zeigt die Ruhelage.
Der Schutzrohrkontakt besteht aus einem an seinen beiden Enden zugeschmolzenenGlasrohr 1. In das eine Ende sind die beiden äusseren Kontaktfedern 2 und 3 eingeschmolzen, in das andere Ende die Umschaltekontaktfeder 4. Das Ende der zur Ruheseite gehörenden äusseren Kontaktfeder 3, die starr ausgebildet ist, besteht aus nichtmagnetisierbarem Material, was durch die Schraffierung angedeutet ist. Zwischen den beiden äusseren Kontaktfedern 2 und 3 ist die biegsame Umschaltekontaktfeder 4 angeordnet, die, wie gezeichnet, in der Ruhelage auf der Kontaktfeder 3 aufliegt, so dass zwischen der Kontaktfeder 4 und der Kontaktfeder 3 Kontaktgabe besteht.
Die beiden Kontaktfedern 2 und 4 sind je aus magnetisierbarem Material ausgebildet Wird nun dieser Anordnung eine in Längsrichtung verlaufende Erregung aufgedrückt, so entsteht im Arbeitsluftspalt zwischen den Kontaktfedern 2 und 4 ein Kraftfeld, das die Bewegung der Umschaltekontaktfeder 4 in Richtung Kontaktfeder 2 bewirkt, bis sich beide Kontaktfedern berühren, wodurch die Arbeitsseite des Schutzrohrwechselkontaktes geschlossen ist. Diese Arbeitslage ist in Fig. lb dargestellt. Wird die Erregung wieder abgeschaltet, so schnellt die Umschaltekontaktfeder 4 unter der Wirkung ihrer Rückstellkraft zur Kontaktfeder 3 zurück und schliesst damit die Ruheseite des Schutzrohrkontaktes.
Tritt nun ein Kleben zwischen der Kontaktfeder 3 und der Kontaktfeder 4 ein, so bewirkt dies bei normaler Erregung eine Verringerung des Luftspaltes zwischen den Kontaktfedern 2 und 4, da die Kontaktfeder 2 gegenüber der Kontaktfeder 3 federnd angeordnet ist, Durch diese Verringerung des Luftspaltes werden die Kräfte im Luftspalt bei gleichbleibender Erregung infolge der Verringerung des magnetischen Widerstandes erhöht, so dass die klebende Ruheseite abreissen kann. Es ist dabei zu berücksichtigen, dass der magnetische Fluss dem magnetischen Widerstand, im wesentlichen gegeben durch den Arbeitsluftspalt, umgekehrt proportional ist Die Kraft ist dagegen dem Quadrat des Flusses direkt proportional. Hieraus ergibt sich, dass die Kraft mit dem Quadrat der Abstandsverringerung zunimmt.
Der Vorteil der erfindungsgemässen Anordnung besteht darin, dass die zum Abreissen notwendige Erregung wegen der Biegsamkeit der Feder 2 im wesentlichen nicht grösser sein muss als zur normalen Betätigung. Damit nun bei normaler Erregung dieses Schutzrohrkontaktes nicht die zur Arbeitsseite gehörende äussere Kontaktfeder 2 statt der Umschaltekontaktfeder 4 die Hauptbewegung ausführt, kann die Steifigkeit der ersteren Kontaktfeder gegenüber der Steifigkeit der Umschaltekontaktfeder grösser gewählt werden.
Es ist selbstverständlich auch möglich, die Kontaktfeder 3 insgesamt aus nichtmagnetisierbarem Material auszubilden, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Die Werkstoffwahl hängt jedoch nochvonandern Bedingungen ab, z. B. der Einschmelzbarkeit des betreffenden Materials.
Die vorstehend geschilderte Anordnung, die einen Wechselkontakt darstellt, kann selbstverständlich auch als Ruhekontakt verwendet werden, wenn man die zur Arbeitsseite gehörende äussere Kontaktfeder nicht benutzt bzw, überhaupt nicht herausführt. Ein derartiger Kontakt ist in den Fig. 3a, b und c dargestellt, wobei die einzelnen Figuren wieder die verschiedenen Lagen des Kontaktes darstellen. Für sie gilt sinngemäss die Beschreibung zu den Fig. la-c. Der in den Fig. 3a-c dargestellte Schutzrohrkontakt unterscheidet sich von dem in den Fig. la-c wiedergegebenen lediglich dadurch, dass die zur Arbeitsseite gehörende äussere Kontaktfeder 2 nicht herausgeführt und mittels eines Haltestückes 5 befestigt ist.
In den Fig. 4 - 6 ist ein Schutzrohrwechselkontakt dargestellt, bei dem die Kontakte andersartig angeordnet sind. Während bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Schutzrohrkontakt die äussere Kontaktfeder auf der einen Seite und die Umschaltekontaktfeder auf der andern Seite des Glaskörpers herausge-
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- 6andern Seite des Glaskörpers die zur Arbeitsseite gehörende äussere Kontaktfeder.
Bei der Anordnung nach Fig. 4 sind alle drei Kontaktfedern aus magnetisierbarem Material ausgebildet. Die zur Ruheseite gehörende äussere Kontaktfeder 6 ist starr. Sie ist leicht gebogen und berührt an ihrem Ende die Umschaltekontaktfeder 7, welche von der zur Arbeitsseite gehörenden äusseren Kontaktfeder 8 durch den Arbeitsluftspalt getrennt ist. Bei Erregung dieser Anordnung entsteht im Arbeitsluft-
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spalt ein Kraftfeld, welches die Kontaktfedern 7 und 8 zusammenzieht.
Die zwischen den Kontaktfedern 6 und 7 wirkenden magnetischen Kräfte sind gegenüber den zwischen den Kontaktfedern 7 und 8 wirkenden magnetischen Kräften gering, dainfolge der geringen Überlappungsfläche der Kontaktfedern 7 und 8 ge- genüber der wesentlich grösseren Überlappungsfläche der Kontaktfedern 6 und 7 im Arbeitsluftspalt die wesentlich höhere Induktion herrscht. Wie bei den vorhergehend beschriebenen Schutzrohrkontakten ist auch hier die zur Arbeitsseite gehörende äussere Kontaktfeder 8 federnd angeordnet, so dass bei einem
Kleben zwischen den Kontaktfedern 6 und 7 und entsprechender Erregung sich die Kontaktfeder 8 in Rich- tung Arbeitsluftspalt bewegt und diesen verringert.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Anordnung liegt neben der zwecks entsprechender Beweglichkeit dünn ausgebildeten Umschaltekontaktfeder 7 die dickere äussere Kontaktfeder 6, wodurch der magnetische Widerstand dieser Seite entsprechend verringert wird. Man kann es sich infolgedessen leisten, die Umschaltekontaktfeder 1 in der Nähe ihrer Halterung erheblich zu schwächen, da der zur Kontaktbetätigung führende Fluss teilweise von der zur Ruheseite gehörenden, äusseren Kontaktfeder geleitet wird. Hiedurch erreicht man, dass trotz einer Verkürzung die Federung der Umschaltekontaktfeder 7 die gleiche bleibt.
Der Vorteil dieser Anordnung besteht in der Verkürzung des gesamten Schutzrohrkontaktes.
Eine entsprechende Anordnung zeigt die Fig. 5. Hier ist dicht hinter der Einschmelzung die Umschaltekontaktfeder 7 mit einer Querschnittsschwächung versehen.
In der Ruhelage ist die Berührungsfläche zwischen den Kontaktfedern 6 und 7 sehr klein, so dass wegen der entsprechenden Induktion an dieser Stelle eine gewisse unerwünschte Anziehungskraft zwischen diesen Kontaktfedern bei der Erregung entsteht. Diesen Effekt kann man dadurch beseitigen, dass man das vordere Ende der Kontaktfeder 6 aus nichtmagnetisierbarem Material ausbildet, wie dies in der Fig. 6 dargestellt ist.
PATENTANSPRÜCHE : l. Schutzrohrkontakt mit zwei äusseren Kontaktfedern und einer zwischen diesen liegenden biegsamen Umschaltekontaktfeder, bei dem die zur Arbeitsseite gehörende äussere Kontaktfeder gegenüber der zur Ruheseite gehörenden äusserer Kontaktfeder federnd angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steifigkeit der zur Arbeitsseite gehörenden äusseren Kontaktfeder (2) grösser als die der Umschaltekontaktfeder (4) ist und dass der die Betätigung bewirkende Magnetfluss sich ausschliesslich über diese beiden Kontaktfedem schliesst.