DE2145598A1 - Magnetisch gesteuerter, hermetisch abgeschlossener Kontakt - Google Patents

Description

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MAGNETISCH GiSSTSUSRTBSl, HERMETISCH ABGESCHEX)SSSIiBR KOÄTJJEE

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kontakt einrichtungen elektrischer Stromkreise, insbesondere auf magnetisch gesteuerte, hermetisch abgeschlossene Kontakte mit ferromagnetlachen Federn, die im wesentlichen zur Arbeit in Kraft-Stromkreisen von Verteilungseinrichtungen und Einrichtungen der Automatisierungsteohnik und .. elektrischer Antrieb , wo die Schaltleistung der Kontakte Zehntausendθ Voltampere und der tfennstrom einige Vielfache von 10 und 100 Aapere betragen kann, vorgesehen sind·

Die meisten bekannten magnetisch gesteuerten, hermetisch abgeschlossenen Kontakte, die auch Herkone oder Reed-Relais genannt werden, werden meist aus einer hermetisch abgedichteten Hülle und zwei leichten innerhalb der HuMIe freitragend angeordneten ferromagnetIschen federn ausgeführt,

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die unter Einwirkung des Magnetfeldes elastisch verformt werden, wobei sich ihre als Kontakte dienenden freien Enden um

oder einen in der Größenordnung von einigen zehntel ν hundert st el

Millimeter kleinen Abstand bewegen, wodurch ein Kontaktdruck in

von
der Größenordnung^v2Q bis 30 g erzeugt wird·

Derartige Kontakte fanden in der letzten Zeit eine breite Verwendung auf einigen Gebieten der Technik in Schwachstromkreisen und bewährten sich als zuverlässig, mit hoher mechanischer Verschleißfestigkeit, Schnellwirkung, hohem Isolationswiderstand, hoher Zuverlässigkeit sowie einer Heine anderer Vorzüge, die es ermöglfhen, diese Kontakte vorteilhaft in den modernen Halbleitergeräten zu verwerten und diese unter Umständen zu ersetzen.

Den bestehenden Konstruktionen der magnetisch gesteuerten, hermetisch abgeschlossenen Kontakte haftet der Mangel an, daß sie einen geringen Nennstrom, eine kleine Schalt- und Betriebsleistung sowie ein geringes Grenz Schaltvermögen auf-

unter

weisen, das für die Konstruktionen der Massenfertigung^lOO VA

bleibt . und für die Konstruktionen der Einzelfertigung ca· 500 VA ausmacht·

Der niedrige Wert der Nennströme und die derart geringe Größe des Grenze schalt Vermögens gestatten es trotz der wichtigen ,mit der hermetischen Abdichtung zusammenhängenden Vorteile der Herkone nicht, diese als Auegangselement logischer Schaltungen und in Einrichtungen zur automatischen Steuerung von Elektroantrieb«!! als Haupt- und Sperrkontakte von

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Schützen und Anlassern sowie als &elaiskontakte einzusetzen, wo die Schaltleistung Zehnt ausende Voltampere und der Hennstrom einige Vielfache von IO und 100 Ampere betragen kann·

Der niedrige Wert der Nennströme und das geringe Schaltvermögen der bekannten Konstruktionen der magnetisch gesteuerten, hermetisch abgeschlossenen Kontakte sind auf eine äußerst gering· Verschiebung der den Kontakt abstand und Kontaktfederdur chhub bestimmenden Kontaktflächen und einen geringen Kontaktdruck zurückzuführen.

Bine Erhöhung des Kontaktdruckes» des Kontaktabstandes und des Kontaktf ederdurchhubes bei den nach den bekannten Prinzipien gebauten Herkonaü. erscheint praktlsoh ausgeschlossen zu sein. Bei der Vergrößerung des zur Erhaltung eines erhöhten Kontaktdruckes erforderlichen Querschnittes der Kontaktfedern und bei der Vergrößerung des Abstandes zwischen den Federenden (bis zu einem Wert, der gestattet, massive . Kontaktplatten dazwischen unterzubringen und ein hohes Schaltvermögen zu sichern) wird die Möglichkeit einer Erhöhung der elektromagnetischen Kraft bis zu einem die Gegenwirkung übersteigenden Wert begrenzt:

erstens» dadurch, daß der magnetische EIuS, bevor er an die ferromagnetlachen Federn gelangt, sich über die Luft schließt, was mit dem Vorhandensein großer Streuflüsse und der Notwendigkeit an einer sehr großen magnetmotorischen Kraft zu deren Überwindung ^triⁿRsj^Bm<tTi ^h°

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zweitens, durch den Querschnitt der Federn selbst, deren magnetische Sättigung die Größe des in den Arbeitsluftspalt kommenden Flusses und folglich die Größe der elektromagnetischen Kraft zwischen den Kontakten beschränken wird·

Wenn man berücksichtigt, daß die Gegenkraft der dritten Potenz des Querschnittes der ferromagnetischen Feder und die elektromagnetische Kraft der ersten Potenz des Querschnittes proportional lat, so wird es klar, daß die Vergrößerung des Querschnittes der !feder die Herkone betriebsunfähig macht.

Darüber hinaus sind bei den bekannten Konstruktionen der Herkone das Material und der Querschnitt der stromführenden Seile nicht in der Lage, größere Ströme zu leiten·

Ss ist ein magnetisch gesteuerter, hermetisch abgeschlossener Kontakt naoh der USA-Patentschrift (Kl. 200-8?) Ib 2252 097 bekannt, der aus einer hermetisch abgedichteten Hülle, innerhalb deren zwei leichte freitragend angeordnete ferromagnetische Federn untergebracht sind, und außerhalb der Hülle liegenden Wicklung und Magnetleiter besteht. Sas Vorhandensein eines zusätzlichen magnetischen Bückaohlussee vermindert die ßtreuflüase und gestattet es, den erforderlichen Magnetfluß bei einer etwas kleineren magnetomotorischen Kraft zu erhalten.

Biese MoftnrdMHff erbringt jedoch keinen einschneidenden Affekt, da selbst beim Vorhandensein des magnetischen Rückschlusses auf dem Wege des Magnetflusses große parasitäre unwirksame Luftspalte liegen.

Zweok der Erfindung ist es, einen konstruktionsmäßig einfachen magnetisch gesteuerten, hermetisch abgeschlossenen

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Kontakt mit einem großen Kontaktdruck und Schaltweg zur Brmöglichung der Arbeit der Kontakte bei größeren Nennströmen und einer größeren Schaltleistung zu schaffen.

Sin anderer Zweck der Erfindung ist es,

Schützen auf der Grundlage von neuen magnetisch gesteuerten, hermetisch abgeschlossenen Kontakten mit hoher Verschleißfestigkeit zu schaffen*

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kontakteinrichtung auf der Grundlage magnetisch gesteuerter, hermetisch abgeschlossener Kontakte zu schaffen, die eine Erweiterung ihres Anwendungsbereiches dank einer neuen konstruktiven Lösung ermöglicht·

Bios wird dadurch erreicht, daß bei einem magnetisch

gesteuerten, hermetisch abgeschlossenen Kftntakt mit mindestens

von
zwei Kontaktgliedern/ denen mindestens eines ferromagneti-

•und und

sch ^v elastisch ausgeführt ist,^die innerhalb der abgeschlossenen Hülle mit mindestens einem daran befestigten Magneticiter liegen, gemäß der Erfindung die eine Stirnseite des die Wicklung tragenden Magnetleiters mit einem Ende des elastischen Kontaktgliedes und mit der ersten, ~ * aus einem Material mit hohem elektrischem Leitwert hergestellten massiven Stromzuführung starr gekoppelt ist und die zweite den Arbeitsluftspalt mit dem elastischen ferromagnetische^ Kontaktglied bildende Stirnseite innerhalb der Hülle, abseits der Kontaktplatten der Kontaktglieder liegt, während das elastische Kontaktglied durch ein flexibles Kabel überbrückt ist, dessen cl· linde mit der kontakt plat te des elastischen f erromagneti-

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sehen Kontaktgliedes und das andere Ende mit der Stromzuführung gekoppelt ist, wobei die zweite Stromzuführung ebenfalls massiv aus einem Material mit hohem elektrischem Leitwert hergestellt ist.
Eine zweckmäßige Ausbildung ist es, daß die Hülle aus min-

destena zwei ie ilen hergestellt ist, deren einer j&etalli- und

sch ^v mit einem Seil des Ifagnetleiters gekoppelt ist, dessen

,en Stirnseite innerhalb der Hülle liegt, und der'anderer aus einem Isolierstoff gefertigt ist, während das in form einer ferromagnetischen Platte mit einer daran angeordneten Kontaktplatte des £ontaktgliedes hergestellte elastische Eontaktglied mit mindestens zwei »ein Paket bildenden elastischen ferromagnetisehen Platten geringerer Stärke und Länge versehen ist, deren jede mit einem Ende an der Stirnseite des Magnetleiters starr befestigt ist, während das Paket sich auf einen Vorsprung der verlängerten Stromzuführung stützt, wobei die Oberfläche der genannten Stirnseite des Magnetleiters in bezug auf die Oberfläche der anderen Stirnseite desselben Magnetleiters in Richtung der Wicklung versetzt ist·

Es ist weiter zweckmäßig, daß der aus einem Isolierstoff hergestellte Seil der Hülle, der im Querschnitt

die form einer Schleife aufweist, an der

/es Metallhülle derart angeordnet ist, daß deren ein) Ende die Isolierhülle gegen die Kontaktplatten der Kontaktglieder zum Ie il abschirmt ι daß die mit den finden des elastischen ferromagnetiechen Kontaktgliedes, der elastischen ferromagneti-

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sehen flatten und der massiven verlängerten Stromzuführung feat verbundene Stirnseite dea Magnetleiters innerhalb dea zusammengesetzten metallischen Teiles der Hülle tint er gebracht and alt dieser verbündet let; daß beim magnetisch gesteuerten, normet lach abgeschlossenen Kontakt ein Gleichrichter und eine zusätzliche Stromwlcklung auf dem Magnetleiter zur Anwendung kommen, die im Stromkreis der Kontaktglieder liegen.

Zweckmäßigerweiße wird auf der Grundlage der obengenannten magnet lach gesteuerten, hermetisch abgeschlossenen Kontakte ein Schütz ausgeführt, dessen jeder Pol aus einem magnet lach gesteuerten, hermetisch abgeschlossenen Kontakt großer Leistung und zwei mit diesem Im Nebenschluß liegenden Kontakten geringerer Leistung, die eine einheitliche Konstruktion darstellen, zusammengebaut ist.

Hierbei weisen die magnetisch gesteuerten, hermetisch abgeschlossenen Kontakte geringerer Leistung eine größer« Abfall ze it der Kontaktplatten als der Kontakt größerer Leistung auf, weahal» der eine jener Kontakte für die Zeit der auf den Moment der Abschaltung dea Schütsea folgenden poXltiven Halbperiode seines Gleichrichters geschlossen bleibt, waa eine lichtbogenfreie Abschaltung der Belastung sicherstellt.

Die magnet lach gesteuerten, hermetisch abgeschlossenen Kontakte haben gemäß der vorliegenden Erfindung einen aus Elementen mit hoher elektrischer Leitfähigkeit gebildeten Stromkreis und einen derart ausgeführten magnet lachen Kreis, daß die

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unwirksamen (parasitären) Luftspalte darin praktisch fehlen. Der magnetische Huß gelangt an den Arbeitsluftspalt des magnetischen Kreises nur über ferromagnetische Elemente, wobei der Querschnitt der ferromagnetische^, federn die Größe des in den Arbeitsluftspalt könnenden Magnetflusses nicht begrenzt.

Dies ermöglichte es, bei Versuchsmustern magnetisch gesteuerter Kontakte, für einen Nennstrom von 63 bis 100 A einen Kontaktdruck von ca· 1,5 kg» einen Kontaktabstand von über 2,5 mm und einen Kontaktfederdurchhub von über 1,5 mm und bei

Versuchsmustern für einen Nennstrom von 6,3 bis 10 A einen Kontaktdruck von über 70 g, einen Kontaktabstand von über 1,5 mm und einen Kontaktfederdurchhub von über 0,7 mm zu erhalten· Die Prüfungen des Schalt Vermögens der Muster für- 6,3 bis 10 A haben gezeigt, daß selbst sie in der Lage sind, eine Grenzleistung von über 10 000 VA zu schalten. Ihre mechanische Verschleißfestigkeit und Schnellwirkung erwiesen sich als hoch· Nach über 150.10 Betriebszyklen blieben die Versuchsmuster für die weitere Arbeit geeignet; ihre Ansprechzeit lag bei der Einschaltung in einem Bereich von 7 bis 10 ma, bei der Abschaltung - bei einem Wert von ca. I ms·

Sie Srfindung .wird nachstehend ausführlich an Hand von Beispielen unter Bezugnahme auf beiliegend· Zeichnungen beschrieben, wo zur Eindeutigkeit der

Darlegung eine konkrete spezielle Terminologie gebraucht wird,

durch

jedoch wird die Erfindung Y die verwendeten speziellen Fachausdrucke nicht begrenzt, und es muß beachtet werden, daß jeder

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Fachausdruck sich auf alle äquivalenten Elemente erstreckt, die eine analoge Arbeitsweise besitzen und zur Lösung derselben Aufgaben wie auch in diesem Anwendungsfall herangezogen werden·

Es muß auch beachtet werden, daß die anderen Ziele und Vorteile, außer den vorstehend erwähnten, der vorliegenden Järfladung nachfolgend bei der Beschreibung und der Betrachtung von Zeichnungen zur Sprache kommen· Bs zeigtet

fig· 1 die gegenseitige Anordnung der Haupt elemente des magnetisch gesteuerten, hermetisch abgeschlossenen Kontaktes;

Pig· 2 die Anordnung des magnetisch gesteuerten, hermetisch abgeschlossenen Kontaktes gemäß Flg. 1 mit einer zusammengesetzten Hülle;

71g· 3 die Anordnung des magnetisch gesteuerten, hermetisch abgeschlossenen Kontaktes gemäß flg. 2 mit massiven Stromzuführungen und einem flexiblen Kabel j

Pig. 4 die Anordnung des magnetlach gesteuerten, hermetisch abgeschlossenen Kontaktes gemäß Pig· 3 mit zusätzlichen ferromagnetische Platten geringerer Stärke·

Pig. 5 Slektromagnet der Anordnung gemäß Pig· 4;

Pig· 6 die Lage der ferromagnetIschen Kontaktfeder in achematischer Darstellung, wenn die Stirnseiten des Magnetleiters in einer Ebene liegen;

Pig*7 die Lage der ferromagnet lachen Kontaktfeder in sche-209820/0889

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matisoher Darstellung, wenn die Ebenen der Stirnseiten des Magnetleiters gegeneinander versetzt sind;

Fig. 8 die Anordnung des magnetisch gesteuerten hermetisch abgeschlossenen Kontaktes gemäß Fig. 4 mit einem zusätzlichen Schutz eines Seiles der Isolierhülle gegen die Spritzer des Kontaktwerkstoffes;

Fig· 9 eine Ausführungsvariante der Anordnung nach Fig. 8; Fig.10 eine Ausführungsvariante der Anordnung nach Fig· 9;

Fig»11 eine konstruktionsmäßige Ausführungsvariante der Anordnung des magnetisch gesteuerten, hermetisch abgeschlossenen Kontaktes}

Fig. 12 eine konstruktionsmäßige Ausführungsvariante eines Schützes auf der Grundlage von magnetisch gesteuerten, hermetisch abgeschlossenen Kontakten;

Fig. 13 dasselbe in Seitenansicht; Fig. 14 dasselbe in Draufsicht*

Fig. 15 die elektrische Schaltung eines der Pole eines Schützes mit lichtbogenfreier Schaltung auf der Grundlage von magnetisch gesteuerten, hermetisch abgeschlossenen Kontakten;

Fig« 16 eine konstruktionsmäßige Ausführungsvariante eines der Pole eines Schützes mit lichtbogenfreier Schaltung auf der Grundlage von magnetisch gesteuerten, hermetisch abgeschlossenen Kontakten·

Gemäß der Erfindung liegt der aus einem ferromagnetischen

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Werkstoff ausgeführte Hagnetleiter des magnetisch gesteuerten, hermetisch, abgeschlossenen Kontaktes im Gegensatz zu der Erfindung nach der USA-Patentschrift Nr.5253097 derart, daß seine eine Stirnseite an dem Außenende der einen beweglichen Kontakt tragenden ferromagnetische^ Feder dicht anliegt und die zweite Stirnseite in das Innere der hermetisch abgedichteten Hülle eingeführt ist und in . . unmittelbarer Nähe . der genannten feder liegt, wodurch der Arbeitsluftspalt des magnetischen Kreises gebildet wird, und die Berührungsateile der Kontakte in bezug auf den Arbeitsluftspalt des magnetischen Kreises in der der Befeetigungaatelle der genannten «zugleich die Rolle eines Ankers spielenden ferromagnetischen feder entgegengesetzten Richtung verschoben ist und die Steuerspule um den Magnetleiter gewickelt ist·

Gemäß der Erfindung kann der obengenannte Magnetleiter zusammengesetzt aus einem mit dem einen Ende in die hermetisch abgedichtete Hülle eingeführten Kern und einem außerhalb der Hülle befindlichen Joch und die Hülle der Einrichtung aus zwei Rundbeehern aus einem nichtferromagnetisehen Metall und einer Isolationshülse (beispielsweise, einer Glashülse) ausgeführt

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Si· vorligenfle Konstruktion des magnetisch gesteuerten,

hermetisch abgeschlossenen Kontakteinrichtung ermöglicht es, den Kontaktabstand bei einer relativen Verringerung der erforderlichen magnetomotoriaohen Kraft der Steuerspule erheblich

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zu vergrößern und die Kontaktplatten aus einem Material mit einer hohen Verschleißfestigkeit ssu verwenden, was im Endergebnis das Schaltvermögen und die elektrische Verschleißfestigkeit be« trächtlieh erhöht.

Fig. I zeigt, daß der magnetisch gesteuerte, hermetisch abgeschlossene Kontakt aus einer hermetisch abgedichteten Hülle I, innerhalb deren die Kontakt plat ten der Kontakte 2 und liegen, und einem Magnetleiter 4 aus einem „ferromagnetisohen Material besteht· Der Magnetleiter 4 liegt derart, daß seine eine Stirnseite 5 an dem Außenende einer leichten,einen beweglichen Kontakt 2 tragenden ferromagnetische Feder 6 dicht anliegt und seine zweite Stirnseite 7 in das Innere der hermetisch abgedichteten Hülle I eingeführt und in . unmittelbares Sähe ,*. der Feder 6 zwischen der BefestigungsstalXe des beweglichen Kontaktes 2 an dieser und deren Befestigungsstelle an der Hülle I untergebracht ist. Auf den Magnetleiter 4 ist eine die Urzeugung der erforderlichen aagäwfeomolfrisohen Kraft sichernde 'Steuerspule 8 gewickelt,

Bis vorliegende Anordnung der llements der Konstruktion läßt im Gegensatz zu den bekannten Konstruktionen der Harkone den Magnetfluß an dem Arbeitsluftspalt das magnetischen Kreises der Einrichtung (zwischen der innerhalb der Hülle I befindlichen ferromagnetischen Feder 6 und der Stirnseite des Magnetleiters 7) über ferromagnetische Elemente auf seinem ganzen Weg (die unwirksamen, parasitären Luft spalte fehlen praktisch im magnetischen Kreis der Einrichtung) verlaufen

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was die Streuflüsse auf ein Minimum herabsetzt und die Größe der zur Verschiebung der Kontakte und zur Schaffung des benötigten Kontaktdruckes erforderlichen magnetomotorischen Kraft einschneidend reduziert«

Die verhältnismäßige Verschiebung des Arbeitsluftspaltes des magnetischen Kreises und des Kontaktabstandes gestattet es» den Arbeitsluftspalt des magnetischen Kreises auf ein Minimum zu reduzieren und den Kontaktabstand zu vergrößern, «as ein hohes Schaltvermögen der Einrichtung ermöglicht·

fig. 2 zeigt, daß zur Sicherstellung einer Regulierung des die Größe des Kontaktabstandes und des Kontaktfederdurchhubes bestimmenden Arbeitsluftspaltes des magnetischen Kreises und zur Verbesserung der Wärmeableitung von den Kontakten die Hülle I (Fig·I) der Einrichtung zusammengesetzt aus zwei Bundbechern 9 und 10 aus einem nicht ferromagnetisch en Metall hergestellt

11 sein kann, die miteinander mit Hilfe einer lsolationshülse^y(bei-

spielsweise, einer Glashülse) gekoppelt sind·

Zur Verbesserung der Fertigungsgerechtheit der Einrichtung kann der Magnetleiter 4- zusammengesetzt aus einem mit dem einen Ende in den Becher der hermetisch abgedichteten Hülle 9 eingeführten Kern 12 (Fig. 2) und einem außerhalb der Hülle befindlichen Joch 12 ausgeführt sein.

Der magnetisch gesteuerte, hermetisch abgeschlossene Kontakt; arbeitet wie folgt·

Bei der Erregung der Steuerspule 8 entsteht im Magnet-

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leiter 12,13 unter Einwirkung der magnetomotorischen Kraft ein Magnetfluß, der_f indem er über den Hagnetleiter und die die Kontaktplatte 2 tragende und zugleich die Holle eines Inkers spielende ferromagnetische Feuer 6 fließt, in den Arbeitsluftspalt des magnetischen Kreises gelangt, woudurch darin eine elektromagnetische Kraft erzeugt wird· Unter der Wirkung dieser Kraft erfährt die feder 6 eine elastische Verformung, wodurch sich der an ihrem Ende angeordnete bewegliche Kontakt bis zur Schließung mit dem unbeweglichen Kontakt 3 verschiebt·

Bei der Abschaltung der St euer spule 8 kehrt die Feder unter Einwirkung der elastischen Kräfte in die Ausgangslage zurück, wodurch die Kontakte geöffnet werden«

Bekanntlich ist bei den be kannten Konstruktionen der Herkone die Möglichkeit einer Vergrößerung des Hennstromes durch große Iieistungsverluste und eine übermäßige Erhitzung der Einrichtung infolge eines großen Widerstandes der stromführenden Teile beschränkt, die aus ferromagnetische Materialien (mit einem niedrigen elektrischen Leitwert) hergestellt werden, weil sie gleichzeitig die Funktionen des Magnetleiters und der Kontakte übernehmen·

Bei einem magnetisch gesteuerten, hermetisch abgeschlossenen Kontakt wird gemäß der vorliegenden Erfindung zur Beseitigung der genannten Nachteile die innerhalb der hermetisch abgedichteten Hülle untergebrachte, den beweglichen Kontakt tragende ferromagnetische Feder durch einen flexiblen kupfernen Nebenschluß 14 (Fig·?) überbrückt·

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Das eine Sude des Nebemsehlußes wird unmittelbar an die

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Kontaktplatte und das andere an die Herausführung des beweglichen Kontaktes, dessen Sode in das Innere der Hülle ^eingeführt wird und zugleich die funktionen eines Hubbegrenzers des inkers (der feder) übernimmt, angeschlossen (angeschweißt). Dank der Unterbringung eines Hubbegrenzers für den Anker innerhalb der

Hülle ergabt sich die zusätzliche Möglichkeit, bei der Montagefler Einrichtung vor Anbringung des Glaskolbens

eine exakt« Regelung des die Größe des Kontaktabstandes und des Kontaktf ederdurchJkubes bestimmenden Drehwinkels des Anker s vorzunehmen«

Der den unbeweglichen Kontakt tragende Teil wird «wie auch die Stromsuführung des beweglichen Kontaktes ,aus einem Material mit hohem elektrischem Leitwert, beispielsweise aus Kupfer, hergestellt·

Auf solche Weise werden alle Elemente des Stromkreises unter Beibehaltung sämtlicher vorstehend genannter Vorteile der vorliegenden Konstruktion aus Materialien mit hoher elektrischer Leitfähigkeit hergestellt, was eine Verringerung von Stromwärmeverlusten und eine Vergrößerung des Nennstromes der Einrichtung ermöglicht·

Die genannten Vorzüge sind bei einer massiven Ausführung der Kontakte . ohne Notwendigkeit eines massiven beweglichen ferromagnetischen Leiters erzielt, wodurch die

Schnellwirkung der Einrichtung erhöht wird.

Der innerhalb der hermetisch abgedichteten Hülle 9,10,11 (Fig.3) untergebrachte massive bewegliche Kontakt 2 (eine Platte) ist an einer den Anker des Magnetleiters 12,13 darstellenden

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ferromagnetischen Blattfeder 6 angeordnet. Sie ferromagnetische Feder 6 wird durch einen aus einer Kupferlitze hergestellten flexiblen Nebenschluß . 14 überbrückt, dessen ein¹ Ende, wie gezeigt* an den Kontakt 2 und das andere - an den Hubbegrenzer des (gleichzeitig als Außenanschluß 16 des beweglichen aus einem Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit und mechanischer Festigkeit hergestellten Kontaktes dienenden) inkers 15 angeschweißt ist. Der !Teil 17, en dem der massive unbewegliche Kontakt 5 (eine Platte) befestigt ist, wird ebenfalls aus einem Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit und mechanischer Festigkeit ausgeführt und stellt gleichzeitig einen Außenanschluß 18 des unbeweglichen Kontaktes dar·

Bas Vorhandansein des Hubbegrenzers des Ankers 15 gestattet es, den Arbeitsluftspalt im magnetischen Kreis bei der Montage der Einrichtung exakter zu regeln·

Beim Netzanschluß der Spule 8 wird der Anker 6 angezogen, und die Kontakte 2 und 3 schließen sich, wobei der Strom im Haupt etruaokreia über die Elemente mit hoher elektrischer Leitfähigkeit (die Strombahn ist durch Pfeile angedeutet) fließt· Die Abzweigung des Stroms in die ferromagnetische Feder 6 kann vernachlässigt werden, weil deren ohmscher Widerstand den Wert des flexiblen Nebenßchlußes 14 um ein Vielfaches übertrifft.

Dank ©inar sprunghaften Verringerung des Widerstandes des Stromkreises im Vergleich zu den bekannten Konstruktionen der Herkone entstand eine Möglichkeit für die Entwicklung von für größere Ströme ausgelugten Herkonen.

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Jedoch ist ein entsprechend großer Kontaktdruck erforderlich, damit die Kontakte größere Ströme fließen lassen.

Vie vorstehend gezeigt, ist das durch eine einfache Vergrößerung der Stärke der den Kontakt tragenden ferromagnetisch«!

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feder nicht zu «reichen, da mit ansteigendem Kontaktdruck das entgegenwirkende Moment zunimmt, während das elektromagnetische Moment unbedeutend anwächst;, weil sich der Querschnitt des Ankers des Elektromagneten (einer Kontakt-Blattfeder) sehr geringfügig ändert. Der Querschnitt der P ed er darf daher nicht beliebig groß gewählt werden, weil deren Größe durch den festgelegten Wert des Kontaktdruckes bedingt ist.

Bei der Festlegung der Abmessungen der Feder, ausgehend von den obengenannten Bedingungen, gerät der Querschnitt der Feder meistens wesentlich kleiner als der Querschnitt des unbeweglichen Seiles des Magnetleiters, was den Anker stark in die

treibt
Sättigung ^v und die Große des Flusses im Arbeitsluftspalt und folglich auch die des elektromagnetischen Momentes einschränkt*

einer Bekanntlich ergibt sich die Durchbiegung ν Blattfeder zu:

wo 1 - die Entfernung von der Befestigungsatelle der Feder bis

zum Angriffspunkt der Kraft,
χ - die Entfernung von der Befestigungsstelle der Feder bis

zu dem betrachteten Querschnitt, £ - der Elastizitätsmodul des Materials, y - das Trägheitsmoment des Querschnitts der Feder bedeuten.

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y = -bkL,

12
wo b - die Breite der Feder,

h - die Höhe der Feder bedeuten·

Aus einer Analyse der obengenannten Abhängigkeiten folgt,

daß die durch eine Feder em Arm 1 entwickelte Kraft sich zu: ρ ₌

ergibt·

Die Quer schnitt sflache der Feder ist S « bh gleich· Die durch die Feder entwickelte Kraft ist also der dritten Potenz- und die. Querschnittsfläche der ersten Potenz ihrer Höhe proportional·

Die angeführten Erwägungen zeugen davon, daß eine geringfügige Vergrößerung der Stärke der Feder eine sprunghafte Zunahme des entgegenwirkenden, durch die Feder bei einer geringfügigen Vergrößerung des Querschnitts entwickelten Momentes bewirkt. Das entgegenwirkende Moment wird daher viel schneller als das elektromagnetische Moment ansteigen, und der Elektromagnet wird bei der Vergrößerung der Stärke der ferromagnetic sehen Feder betriebsunfähig· Um die Sättigung des Ankers zu vermindern und zur selben Zeit alle Vorzüge beizubehalten, die den Einrichtungen mit ferromagnetischen Federn eigen sind, wird zweckmäßigerweise, eine das notwendige entgegenwirkende Moment entwickelnde Feder eingesetzt und parallel zu dieser dünnere ferromagnetische Federn eingebaut· Dies gestattet as, das elektromagnetische Moment erheblich zu vergrößern, da mit

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ansteigendem Querschnitt des Ankers dessen Sättigung ab- und der Jjuftspaltfluß zunimmt. Hierbei ändert sich das entgegenwir kende Moment praktisch nicht·

Wenn man. zum Beispiel parallel zur Hauptfeder 5 ferromagnetische federn einbaut, deren jede um fünfmal kleinere Stärke besitzt, so steigt der Querschnitt des Ankers um das Zweifache und das entgegenwirkende Moment (die Kraft) lediglich um das l,O4f ache an, denn

Bas entgegenwirkende Moment ändert sich also praktisch nicht· Dies bedingt die Möglichkeit der Ausnutzung zusätzlicher ferroaagnetiacher Blattfedern als Anker des Elektromagneten der magnetisch gesteuerten, hermetisch abgeschlossenen Leistungskontakte für Hennströme von einigen 10 und 100 A·

Die Herstellung des Ankers aus einzelnen zur Ebene der auf der einen Seite starr befestigten Stirnseiten des unbeweglichen !Teiles des Magnetleitera parallel liegenden ferromagnetischen flatten, anstatt einer geschlossenen massiven Ausführung des Ankers erhöht die Stoß- und Vibrationsfestigkeit der Einrichtung.

Darüber hinaus nimmt die Größe von Wirbel strömen ab, die im Anker im Augenblick der Ein- und Abschaltung des Spulenkreises des Elektromagneten entstehen können, was die Ein- und Abschaltzeit herabsetzt.

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Wl* aus fig, * aod 5 ersichtlich, wird en den unbeweglichen feil dt» Magnetleiterβ, auf dem die Spule 8 aufgesetzt wird, seitens der Stirnseite 5 eins der Äiden der ferromagnetisehen Blattfeiern 6,20,21,22 (deren Zahl viel größer ala aufgezeigt »ein kaaa) in der Weise starr befestigt, daß in der Ausechalt stellung zwischen der Stirnseite 7 und der Außenf eder 6 «in Arbeitsluftspalt liegt, dessen Größe durch einen eine Vorspannung sichernden Anschlag 15 festgelegt wird, weshalb in der Ausschaltstellung all· federn im Bereich des Arbeitsluftspaltes dicht aaeinand erliegen, woduroh die zur Überleitung des Hasses im Arbeitsluftspalt erforderliche magnetomotorische Kraft reduziert wird«

Bei Erregung der Zugapule wächst dank dem Vorhandensein der den Querschnitt des Ankere vergräBernden zusätzlichen Platten der in den Arbeitsluftspalt kommende Magnetfluß sprunghaft an·

BIe Kontaktplatte 2 wird an der (stärkeren ferromagnetische^ Hauptfeder 6 befestigt, und die dünneren ferromagnetIschen federn 20,21, 22 bleiben mit einem Side befestigt, während sich deren zweite« lade frei bewegt·

falls die Stirnseiten 5 und 7 des Magnetleitera in einer Ebene liegen, wie dies in fig· 6 schematisch dargestellt ist, wird die feder bei der Verschiebung den Kern nur auf der einen, rechten,Seite berühren* auf der anderen Seite wird sich zwischen der feder und dem Kern ein Spalt 22 ausbilden. Wenn die elektromagnetische Kraft die durch die feder entwickelte Kraft beträchtlich übersteigt, so kann die feder an den Kern gänzlich

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angezogen «erden, jedoch werden hierbei in dieser große Eigenspannungen entstehen, die das Zulässige. bedeutend übertreffen. Dies kann bei der Feder die Entstehung einer bleibenden Verformung, die Veränderung $ej? Reglerdaten und die Herabsetzung der Betriebszuverlässigkeit bewirken.

Darüber hinaus vergrößert daa Vorhandensein eines großen Spaltes bei angezogenem Anker (Feder) den gesagten Spalt in der Ausschaltstellung, verringert die Leitfähigkeit dee Arbeitsluftspaltes und die Größe des elektromagnetischen Momentes· In diesem Fall wird zur Schaltung des erforderlichen KontaJrb abstand es, Kontaktfederdurchhubes und Kontaktdruckes eine erhöhte Amperewindungszahl benötigt·

In diesem Zusammenhang ist es zweckmäßig, die Befestigungssteile der Feder in bezug auf den Kern derart anzuordnen, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist, damit beim angezogenen Anker kein Spalt zwischen der Feder und dem Kern visuell festzustellen ist. Dies kann erreicht werden, wenn die Achse der Feder aus dem Funkt 0 in den Punkt O₁ ^um die entfernung A Position 24 (Fig. 7) Versetzt wird. Dann wird der Spalt ^y₁ Position 2? (*iß· 6) vermMen.

Wie die durchgeführten Berechnungen und Untersuchungen gezeigt haben, ist es zweckmäßig, die Befestigungsaohse der Feder bezüglich der durch die wirksame Fläche des Kernes gehenden Sbene um einen Wert £ , der dem halben Spalt ° zwischen der wirksamen Fläche des Kernes und der Feder £ ₌ °p gleich ist, zu versetzen.

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Bios ermöglicht es, die unwirksamen unmagnetischen Spalte im magnet iac ilen Kreis praktisch zu vermeiden, «eil die die Kontaktplatte tragende feder an der Stirnseite, wo sie befestigt wird, dicht anliegt·

Bei Bauerbetrieb der magnet is oh gesteuerten, hermetisch abgeschlossenen Leistungskontakte ist es möglich, daß nach einer großen Anzahl von Seheltspielen infolge des Auftreffens von schmelzflüssigen Spritzern des Kontaktwerkstoffee auf die Isolationshülle (eine Glashülle) die Innenfläche der Glashülle allmählidi metallisiert wird, weshalb eine allmähliche Abnahme dee Isolationsfestigkeit und -Widerstandes zwischen den Kontakten in der AussGhaltstellung auftreten kann«

Um den Einfluß dieses Faktors abzuschwächen, werden als Kontaktwerkstoff hitzebeständige harte Materialien verwendet· In diesem fall wird der Kontaktwerkstoff nicht verspritzt, dafür aber ißt eine Erhöhung des Kontaktübergangswideratandes möglich. Zur Srmöglichung der Herstellung der Kontakte aus weicheren Materialien, die es gestatten, den Kontaktübergangsvi*» derstand sprunghaft zu verringern, ist es notwendig, die Kontakte derart abzuschirmen, daß die Möglichkeit eines Auftreffens von schmelzflüssigen Spritzern des Kontaktwerkstoffee auf das den einen Kontakt gegen den anderen isolierende Glas bzw·

desselben
wenigstens eines Xeilafaosgeschloseen wird«

Bei einem magnetisch gesteuerten, hermetisch abgeschlossenen Kontaktjjwerden gemäß der vorliegenden Erfindung ala ein das Glas gegen die Metallisierung schützender Schirm die bestehenden

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Konstruktlonsteile eingesetzt, wodurch dl« Motwendigkeit der Anwendung zusätzlicher Seile und eine Komplisierung der Herstellungsteohaologie entfällt·

Als ein die Glashülle 11 (I?ig.8) gegen das Auftreffen von schmelzflüsslgen Spritzern des Kontektwerkstoffes schützender Schirm wird ein mit die ferromagnetische Blattfeder 6 und den Kern des Magnetlelters 12 tragendes Metallgehäuse 9 eingesetzt. Der seitens des Kernes 12 liegende Seil des Gehäuses 25 let verlängert und umfaßt mit seinem finde die Kontakte 2 and 3· BIe Glashülle 11 wird von der Außenseite des Gehäuses 9 in, einer Entfernung von ^₁ vom Rand befestigt· Die Hülle ist aus einem im Mittelteil derart erweiterten Glasrohr hergestellt, daß zwischen 4er Außenfläche des Gehäuses und der Innenfläche des erweiterten Seiles des Glasrohres auf der Strecke ^₁ ein für die Spritzer des schmelzflüssigen Kontaktwerkstoff es unzugänglicher Raum ausgebildet wird, wodurch die Zuverlässigkeit der Isolation nach dem Kontakt abrieb ohne Komplisierung der Herst ellungatechnologie der Einrichtung erhobt wird·

Zwecke einer noch größeren Steigerung der Zuverlässigkeit der Isolation nach dem Kontaktabrieb wird die Glashülle 11* (1 ig. 9) in form eines im Hittelteil erweiterten Hohres her gestell das auf der Strecke ^₂ ^die *^0Tm einer Schleife aufweist. In diesem Fall ist der Inne^eil «er Hülle gegen die glühenden Seilchen de* Kontakt werkstoff e a auf einer viel größeren Släohe geschützt, deren Länge gleich ^₁ ♦ ^₂ ^ie*·

Zwecks Erleichterung der Beobachtungsmöglichkeit

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. -nier Kontakte bei der Montage der Einrichtung wird da« Metallgehäuse auf die Größe ^₁ ^ ^₁* *^{ie diee} ** FIg* 10 geseift 1st, mit dem Ziel verlängert, daß das Gehäuse die Kontakte nicht überdeckt·

Gleichseitig wird zum Schutz der Hülle gegen die Metallisierung die Größe "₂ ^der Schleife verlängert· Dies gestattet es, die zu schützende Fläche der Hülle unverändert zu lassen: . PC' Q'

1 * 2 = 1 + 2

Die Möglichkeit der Beobachtung der Kontakte «.bor wird hierbei während der Montage und Regulierung der einrichtung verbessert·

BIe Einrichtung arbeitet wie folgt. Bei der Erregung der Spule 6 wird die ferromagnetische Blattfeder (Anker) 6 an den kern 12 angezogen, und die Kontakte 2,3 schließen sich. Bei der Abschaltung der Spule fällt der Anker ab, und die Kontakte beginnen zu Öffnen. Sin hierbei zwischen den Kontakten entstandener elektrischer Lichtbogen ersohmllzt an der Stelle seiner Ausbildung den Kontaktwerkstoff, der in Form von feinen !Teilchen nach allen Selten verspritzt wird, wobei er auf den metallischen und gläsernen !Cell des Gehäuses auf trifft. J β do oh ist der größere Teil der Innenfläche der Glaahülle 11 dank dem Vorhandensein einer Verlängerung im met all lachen Teil des Gehäuses und einer Schleife in der Glaehülle gegen die Möglichkeit des Auftreffens der Spritzer geschützt·

Zur Srmöglichung einer noch zuverlässigeren hermetischen Abdichtung der Einrichtung und zur Vereinfachung der Herstel-

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lung. ist es notwendig, daß die ferromagnet isehea

Platten über den Rahmen der Hülle nicht hinausgehen und die Kopplung der Konstruktionsteile mittels Schweißung oder Lötung von Metall au Metall bewerkstelligt wird. Bei einem magnetisch gesteuerten, hermetisch abgeschlossenen Kontakt kann das durch die Einführung ^n das Innere der Hüllender zweiten Stirnseite des Magnet le it er a, durch die Herstellung der metallischen Teile der HQlIe als zusammengesetzt und die Herstellung des Isollerlat*» teiles der Hülle mit metallischen (zum Beispiel, aus Kot ar), an die Stirnseiten des Glases angeschweißten 2nd en erreicht werden·

Im Gegensatz zu den vorstehend betrachteten Ausführungen ist der metallische, die Gestalt eines Hund be ehe rs aufweisende XeIl der Hülle zusammengesetzt aus einer met all Ischen, nlchtferromagnetIschen Hülse 26 (iig.ll) and einer in deren Boden eingebautem Semelbe 27 hergestellt· Mit der Hülse 26 sind zwei ferromagnetische Kern· 12 und 28 feat Yerbunden, deren eine Stirnseite f und 2$ Innerhalb und die sweite (30 umd 31) auierhalb der Hülse liegt· BIe Stirnseite des einen Kernes 7 ist wie auch bei dem vorstehend betrachteten Ausführungen eines signe tisch gesteuert en, hermetisch abgeschlossenen Kontaktes la unmittelbarer line der ferromagnet Ischen feder 6 untergebracht, wobei sie mit der letzteren einen Arbeitsluftspalt 19 bildet, während die in das Innere der Hülse 26 eingeführte Stirnseite 29 des zweiten Kernes an dem Snde der elae Kontaktplatte 2 tragenden ferromagnetlachen feder 6 dicht

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anliegt, An der Stirnseite 29 dleaea Kernes werden auch, die dünnen ferromagnetlachen Platten 20,21, 22 sowie die massive verlängerte Stromzuführung des beweglichen Kontaktes 2 befestigt, deren ein And β 16 durch die Öffnung der Scheibe 27 aus der Hülle herauskommt and das zweite Knde 13, an das die flexible Litze 14 angeschlossen wird, als eine Stützfläch· f$r die in der Punktion des Ankere auftretenden Platten 22,21,20 des HektroMagneten dient·

in den aus der Hülle herauskönnenden Stirnseiten der Kerne 30 und 3I wird das Joch 32 befestigt, an dem die Spule 8 mit der Wicklung angeordnet ist·

Der beispielsweise aus Glas hergestellte Isolierteil der Hülle ( 11' ) ist an den finden mit metallenen (aus Kot ar) Eingen 33 und 34 zusammengeschweißt.

Der Ring 34- wird mit der Scheibe 33 gekoppelt, wodurch der zweite Rundbecher der Hüll« gebildet wird· Durch dl« öffnung der Scheibe 33 kommt die zweite massiv« Stromzuführung mit der Kant aktplatt β 3· Das zweite mit dem Iaolierteil der Hülle 11* ein Ganzes bildende Sode des Ring·« 33 wird nach der Regelung de« Kontaktfederdurchhubea, Kontaktabatand·« und Kontaktdruck·« mit der Hülse 26 in der »eise fest gekoppelt, daß der himter dem End« der Hülse 23 bef indlicheTeil des Glases für die bei der Schaltung von

gröBerea Strömen entstehenden Metallepritser unzugänglich wird·

Si· Schaffumg der magnetisch gesteuerten, hermetisch abgeschlossenen Eontakte, die für jede* Kontaktpaar ihren eigenen Antriebsmagnet aufweisen und für dl« Arbeit in Kraft-

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Stromkreisen geeignet sind, gestattet es, grundsätzlich neue Konstruktionen von Schätzen zu entwickeln, die, erstens, für die Arbeit unter verschiedensten Witterungsvernältniaaen, beIm Vorhandensein von Staub, Gasen und anderen Reaktionsmitteln, geeignet sind» die beim Pehlen einer hermetischen Abdichtung die Kontakt sicherheit beeinträchtigen könnten, zweitens, ein· um mindesten« eine Zehnerpotenz größer· mechanische Verschleißfestigkeit als sämtliche bekannten Konstruktionen der ßchütie aufweisen, drittens, an die mit der Entwicklung der automatisch^ en Bt euer schaltung en für die ELektroant riebe zusammenhängenden Tragen dank dem fehlern einer mechanischen Verbindung zwischen den bewegliehen Kontakten der einzelnen die gemeinsamen Funktionen ausführenden Kontaktglieder neu heranzugehen·

In flg· 12,13,14 ist eine konstruktionsmäBige Ausführungavariant· eines dreipoligen Schützes für einen Hennstrom von 10 A gezeigt, da« für das Starten und Stoppen von Asynchronmotoren geringer Leistung geeignet und auf der Basis von magnetisch gesteurten, hermetisch abgeschlossenen Iielstungskontaktan ausgeführt 1st·

Ba der Kern 12 des Elektromagneten zum ΐβ 11 Innerhalb und zum !Dell außerhalb der Hülle liegt, entsteht eine Möglichkeit, die Wicklung draußen anzubringen und sie gemeinsam für alle Pole auszuführen. Sie drei magnetisch gesteuerten, hermetisch abgeschlossenen Kontakte 36, 37,38 sind an einer Isolierstoffplatte 39 angeordnet. Jeder der Kontakte besteht aus einer Hülle, Innerhalb deren die Baugruppe des unbeweglichen Kontaktes

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3, die des beweglichen Kontakte a 2 (die gleichzeitig die Funktionen eines inkers ausführt) und zum Teil der Kern 12 untergebracht sind· Sin Teil des Kernes ragt aus der Hülle heraus. Dies gestattet es, die Spule 8 außerhalb der Hülle zu befestigen und sie gemeinsam für alle Pole auszuführen, wobei das Joch 32 durch, die entsprechenden Schlitze im SpulenJH&per durchgelassen wird·

Der Anschluß der Drähte an den Haupt Stromkreis erfolgt unmittel/bar über die Außenanschlüsse 16 und 18 der magnetisch gesteuerten, hermetisch abgeschlossenen Kontakte, und der Anschluß an die Spule- über die an dem Spulenkörper angeordneten Herausführungen 40. Im Spulenkörper sind Fenster 42 und 42 zur Aufnahme der die funktionen von Sperrkontakten übernehmenden leistungsschwachen Herkone vorgesehen. Die gesamte Einrichtung ist in einer gemeinsamen durch einen auf die Platte 39 aufzusetzenden Deckel 46 ab deckbar en Hülle untergebracht·

Das Schütz arbeitet wie folgt. Bei der Erregung der St euer spul θ 8 entsteht gleichzeitig in den Magnetleitern aller Pole ein Hagnetfluß, der, indem er über die Kerne 12 und die ferromagnetlachen federn 6, die gleichzeitig die funktionen eines Ankers und eines Kontaktträgers ausführen, fließt, eine elektromagnetische Kraft im Arbeitsluftspalt erzeugt, weshalb sich die Kontakte schließen. Gleichzeitig sprechen die Herkone an, da sie innerhalb des Spulenkörpers liegen und daher unter der Wirkung der magnetomotorischen Kraft der Steuerwicklung erregt werden.

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Bei der Abschaltung der Steuerwieklung kommen die beweglichen Kontakte (dea Inkers ) bei allen Polen und die die
funktionen der Sperrkontakte ausführenden Herkone in die Ausgangelage zurück.

Sie Ausführung einer für samtliehe Pole gerneinsamen Spule gestattet es, die Amperewindungszahl unabhängig von der
Pol zahl konstant zu halten, wobei der Querschnitt des Wickeldrahtea und der Füll faktor sowie die Kühlfläche der Spule erhöht und die Erwärmung der letzteren erniedrigt, die Gleichzeitigkeit der Auslösung sichergestellt und die Betriebssicherheit der Einrichtung erhöht werden«

Bei der Ausführung der Schütze auf der Basis der magnetisch gesteuerten, hermetisch abgeschlossenen, zur Schaltung " von leistungsstarken elektrischen Stromkreisen (darunter Stromkreisen der Wechselstrommotoren großer Leistung) vorgesehenen Kontakte ist es zweckmäßig , zur Sicherung einer hohen elektrischen Verschleißfestigkeit der Kontakte eine lichtbogenfreie Abschaltung vorzusehen· Die Anwendung der magnetisch gesteuerten, hermetisch abgeschlossenen Leistungskontakte gestattet es, an die mit der Verwirklichung einer lichtbogenfreien Kommutierung zusammenhängenden fragen neu heranzugehen.

Bei den bekannten Konstruktionen der Schütze arbeiten am zuverlässigsten die Schütze mit liehtbogenfreier . Tätigkeit, bei denen die Hauptjcontakte durch zwei gegenparallelgeechaltete Leistungsthyriatoren überbrückt werden, über die

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y Strom la ^ugenblick der Trennung der Haftkontakt β zu fließen beginnt und beim Nulliurchgang aufholt. In derartigen Schützen können die Thyristoren durch die Einspeisung der Steuerelektrode durch einen transformierten gleichgerichteten Strom des Kr aft at romkreise β gezündet werden; dies erfordert die Anwendung einer recht komplizierten, auf einer großen Anzahl von Hilfselement en aufgebauten Steuerschaltung·

Etwas einfache? gestaltet sich die Soaalts&g, wenn di@ Zündung der Thyristoren durch Sperrkontakte des Schützes get

steuert wird· Jedoch werden in diesem fall an csia des Schützes äußerst strenge Anforderungen hinsfhtlieh de.?

Reihenfolge der Auslösung der Haupt« und Sperrkontakte gestallt $

mit der Abnutzung des Schützea ändern dich die Kennwerte und die Schaltung wird betriebsunfähig. Aus diesem Grunde fanden derartige Einrichtungen keine praktische Verwendung·

Außer den genannten Nachteilen haftet den Schaltungen mit lichtbogenfreier Schaltung, wo die Hauptkontakte durch Thyristoren (oder andere Gleichrichter) überbrückt werden, ein wesentlicher Nachteil an, der im Fehlen, einer galvanischen Entkopplung der Stromkreise beim abgeschalteten Schütz (über die Gleichrichter werden die Leckströme fließen) besteht· Dies macht es erforderlich , daß in Beihe mit den Hauptkontakten Trennschalter oder andere ähnliche Apparate geschaltet werden·

Die Möglichkeit einer galvanischen Entkopplung der elektrischen Stromkreise kann in den Schaltungen, wo die Haoptkontafcif«

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durch gegenparallelgesehaltete Gleioliricliter überbrückt «erden, durch, die Schaltung (in Reihe alt den Gleichrichtern) ν on Hilfekontakten der ScMtβ· erreicht werden. Zn diesem !"all wird *ur Verwirklichung einer llohtbogenfreien Abschaltung der elektrischen Stromkreise mit Hilfe von Blöden ebenfalls die Einhaltung einer bestirnten Reihenfolge bei der Trennung der Haupt-in4 Hilfskontakte des gegebenen Pols gefordert»

Oa es bei den bekannten Konstruktionen der Schütze mit lichtbogenfreier Abschaltung unter Verwendung von Dioden einen gemeinsamen Elektromagnetantrieb gibt, der aas Einschalten sowohl der Haupt- als auch der Hilfskontakte des gegebenen Pols gewährleistet, wird hier die erforderliche Reihenfolge bei der Kontakttrennung durch mechanische Mittel erzielt: durch eine entsprechende Regelung des Kontaktfederdurchhubes, v'i

Einführung verschiedenartiger Klinken, spezieller elektromag-

Verschlüsse ...-.,,., . , . , netischer ν u.a. Das Vorhandensein von mechanischen (einem Abrieb ausgesetzten und einer Regelung bedürftigen) Koppelelementen zwischen den Kontakten hat bei einem gemeinsamen Antrieb eine sprunghafte Reduzierung der mechanischen Verschleißfestigkeit und der Zuverlässigkeit der Konstruktion zur folge, deshalb fanden derartige Konstruktionen keine praktische Verwendung·

Die bekannten Konstruktionen der Schütze mit lichtbogenfreier Schaltung weisen unabhängig von öler Pol zahl einen Antriebsmagnet auf, der auf die Welle oder Traverse einwirkt, die mit beweglichen 'feilen der Hauptkontakte gekoppelt sind. Dies führt dazu, daß jede Ausführung des Schützes je nach der

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Polzahl (I bis 5) eine besondere Ausführung von Welle, Traverse und anderen Konstruktionsteilen benötigt.

Darüber hinaus führt das Vorhandensein eines gemeinsamen * in der Regel für die Arbeit bei einer maximalen Polzahl ausgelegten Elektromagneten bei einer Sin· bzw. Zweipolausführung des Schiit sea zu hohem Verbrauch von Material und Aufnahmeleistung.

Bei den bekannten Konstruktionen der Schütze wird die lichtbogenfreie Schaltung ■ mit Hilfe der obengenannten Verfahren durch Anwendung von speziellen Zusatzgeräten für die konventionellen Schütze erreicht· In diesen Pollen wird die Kontakteinrichtung der konventionellen Schütze übermäßig kompliziert·

Der Einsatz der magnetisch gesteuerten, hermetisch abgeschlossenen Leistungskontakte gestattet es, ein Schütz zu schaffen, bei dem die lichtbogenfreie Abschaltung ohne eine mechanische Verbindung zwischen den Kontakten verschiedener Pole und zwischen den verschiedenen Kontakten des gegebenen Pols erreicht wird, da «jeder Polkontakt (sowohl der Haupt- als auch die Hilfskontakte) einen eigenen Elektromagnetantrieb besitzt und die Reihenfolge der Arbeit der Kontakte nicht durch eine mechanische, sondern durch eine elektrische Verbindung sichergestellt wird.

Fig. 15 zeigt die elektrische Schaltung eines Pols für ein Leistungsschütz für größere Ströme.

Jeder Pol des Schützes stellt eine konstruktionsmäßig selbständige Baugruppe dar und besteht aus einem magnetisch

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gesteuerten, hermetisch abgeschlossenen, für den Nennatrom des HauptStromkreises ausgelegten, daueratromfesten Leiatungakontakt 47 (?ig.l5) und zwei magnetisch gesteuerten Hilfe— kontakten 48 und 49« die einen viel größeren Wideret and des

des Abfallens

Stromkreises, dgff&r aber eine etwas größere Sigenzeit^als der Kontakt 47 und dementsprechend kleinere Abmessungen aufweisen und für einen Hennetrom ausgelegt sind, der IO bis 20% des Vennstroma im Haupt at romkr eis ausmacht. In Beine mit jede» der Hilfakontakte 48,49 liegen gegeneinaadergeaohaltete Dioden 30 und 31 und Halte-Sferomapulen 52 und 33·

Die Stromkreise der Hilfskontakt· liegen im leben aohluß mit dem Hauptkontakt 47· Der Wickelsinn der auf die Magnetleiter 34 und 33 gewickelten Halte-Stromspulen 32 und 33 wird derart gewählt, dad im Augenblick der Trennung des Hauptkontaktes 47 (wenn der Hilfskontakt 48 bzw. die entsprechende Halbwelle des Wechsel stromes des Haupt Stromkreises durchiulassen beginnt) der durch die Haltespule 32 bzw· 33 erzeugte Magnetfluß $m der Sichtung mit einem duroh die entsprechende um den Magnetleiter 34 bzw. 33 gewickelte Gleichstrom-Zugspule 36 oder 37 ausgebildeten Magnetfluß zusammenfällt. Ss ist am zweckmäßigsten, die auf den Magnetleiter 38 gewickelte Zugapu-Ie 39 des magnetisch gesteuerten, hermetisch abgeschlossenen Iieistungskontaktea 47 in Eeihe mit den Zugspulen der Hilfskomtakte 48 und 49 zu sehalten, da in diesem fall die Möglichkeit einer asynchronen Abschaltung bei Stromunterbreohung in einer der Spulen ausgeschlossen wird·

Sine ähnliche Bauweise weisen all· Pole der mehrpoligen

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- 54 -

ScMtze auf·

Sie Einrichtung arbeitet wie folgt·

Bein Anschluß dea üteuerkreises an eine Gleichstromquelle «erden die laker aller drei Elektromagnet» 58,54,55 angezogen, und die Eontaktplatten der Kontakte 4?,48,49 schließen sieh, wodurch die Belastung angeschaltet wird· Der Belastungsstrom wird im wesentlichen über den magnetiaoh gesteuerten Kontatet 4? fließen, der einen bedeutend größeres Kontaktdruck und einen geringeren übergangswiderstand als die Kontaktplatten der Kontakte 48 und 49 aufweist·

Bei der Abschaltung dee Steuerkreises hört der Stromdurchfluß in den Spulen 59,56 und 57 aufs hierbei fällt der Anker des aie Kontakt/platten dea Hauptkontaktea 47 haltenden Elektromagneten 58 und eines der die Kontaktplatten des Hilfakontaktea haltenden Elektromagneten ab, in dessen Stromkreis

momentanen _

die Diode bei ^{der v} . . Stromhalbwelle gesperrt ist, beispiek weise dea die Kontaktplatten dee Kontaktes 48 haltenden Elektromagneten 54. In diesem Fall wird der Anker dea Elektromagneten 55 durch den durch die Haltespule 53 erzeugten Magnetmomentanen fluß gehalten, weil die Diode 51 bei der ν Halbwelle leitend *at. Die Kontaktplatten des Kontaktes 49 werden geschlossen bleiben, und über aie wird der Gesamt strom dea Haupt-Stromkreises fließen, weil die Kontaktplatten der Kontakte 47 und 48 geöffnet sind.

Mit Abnahme dea Momentanwertes dea Stroms in der durch

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die Diode 51 durchgelassenen Halbvolle wird der durch die Haltespule 53 erzeugte Magnetfluß abnehmen, und in einen dem Stromnulldurchgang nahen Bereich fällt der Anker des KLektromagneten 55 ab, und die Kontaktplatten des Kontaktee 49 öffnen sich. Sie nächste Stromhalbwelle wird durch die Diode 51 nicht geleitet, wodurch die Möglichkeit einer wiederholten Lichtbogenzündung und dea Ankeranauges auegeschlossen wird.

inalog wird der Prozeß im Stromkreis des Kontaktes 48 ablaufen, wenn der Kontakt 47 in dem Zeitpunkt abgeschaltet wird, wo die Diode 51 gesperrt ist und im Stromkreis des Kontaktee 49 kein Strom fließt.

Die vorliegende Einrichtung schaltet also die Belastung su den Zeitpunkten ab, wo der Momentanwert des Sfrromea Null nah oder gleich 1st, wodurch eine lichtbogenfreie Schaltung zustande kommt·

Der in Fig· 16 gezeigte Pol eines Schützea ^mi'^b licbtbogenfreler Abschaltung der Stromkreise für einen Nennst rom von 100 A stellt eine Konstruktionsmaßig selbständige Baugruppe dar, in der alle EL entente an den für Außenanschlüsse vorgesehenen Schienen montiert werden. Diese Baugruppe besteht aus einem magnetisch gesteuerten, hermetisch abgeschlossenen Kontakt 47 für einen Nennstrom von 100 A, zwei magnetisch gesteuerten, hermetisch abgeschlossenen Kontakten 48,49 mit Haltespulen 52, 53 für einen Nennstrom von 10 A und zwei jailizinmgleichrlchtern 50,51 für einen Nennstrom von 100 A. Aus derartigen baugruppen kann ein Schütz mit beliebiger Polzahl onne neue oder zusätzliche üonderteile zusammengebaut

werden.

Ein derartiges Schütz mit lichtbogenfreier Abschaltung wird sich durch eine hohe Betriebssicherheit, einen geringen Steuer» Ie ist ungs ν erbrauch, eine kleine Ansprechzeit und . Preisgünstigkeit ausseichnen·

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Claims (1)

1. Magnetisch gesteuerter, hermetisch abgeschlossener

   Kontakt, der mindestens awei Kontakt glied er enthält, von denen

   und mindestens «Ines ferromagnetisch, ^yelastisch ausgeführt

   und
   ist/die innerhalb der abgedichteten Hülle mit mindest ens einem daran befestigten Magnetleiter liegen, dadurch g$£ zeichnet, daß die eine Stirnseite ( 5 ) des genannten, die Wicklung ( 8 ) tragenden Magnetleiters mit einem finde des elastischen Kontaktgliedes ( 6 ) und mit der ersten« . -

   aus einem Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit hergestellten,massiven Stromzuführung ( 16 ; süarr gekoppelt 1st und die aweite den Arbeitsluftspalt (19) mit dem elastischen ferr ©magnetlachen Kontaktglied ( 6 ) bildende Stirnseite ( 7 ) innerhalb der Hülle, abseits der Kontaktplatten (2,3) ' der Kontaktglieder (6,17), liegt, während das elastische Kontaktglied ( 6 ) durch ein flexibles Kabel ( 14) überbrückt ist, dessen ein> lade mit der Kontaktplatte ( 2) des elastischen ferromagnetlachen Kontaktgliedes (6) und das andere Sade mit der Stromzuführung (15) gekoppelt ist, wobei die zweite Stromzuführung (17) ebenfalls massiv aus einem Material mit hoher elektrischer !leitfähigkeit hergestellt ist.

   2· Magnetisch gesteuerter, hermetisch abgeschlossener Kontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennaeiohnet, dpi die genannte Hülle ( 1) aus mindestens zwei Teilen (9, 1O₉ XX) hergestellt ist, deren einer (9) metallisch, und Alt einem XeIl des Magnetleltere O²) verbunden 1st, des-

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   san Stirnseite ( 7 ) innerhalb der Hülle (9,10,11) liegt während der andere aus einem Isolierstoff hergestellt ist.

   3· Magnet lach gesteuerter, hermetisch abgeschlossener Kontakt nach Anspruch 1,2, dadurch gekennzeichnet, dad das in Form einer ferromagnetische Platte alt einer daran angeordneten Kontaktplatte des Kontaktglledea (2 ) hergestellte elastische Kontaktglied ( 6) mit mindestens zwei ein Paket (20,21) bildenden elastischen ferromagnetIschen Platten (20,21) geringerer Stärke und Länge versehen ist, deren jede mit einem Ende an der Stirnseite ( 5 ) des Magnetleiters (12,13) starr befestigt ist, während das Paket sich auf einen Vorsprung (15) der verlängerten Stromzuführung ( 16) stützt, wobei die Oberfläche der genannten Stirnseite des Magnetleiters in bezug auf die Oberfläche der anderen Stirnseite desselben Magnetleiters in Sichtung der Ticklung versetzt ist·

   4· Magnetisch gesteuerter, hermetisch abgeschlossener Eontakt nach Anspruch 1,3,3 dadurch gekennzeich· net, daß der aus einem Isolierten hergestallte Teil der Hülle, der im Querschnitt die Form beispielsweise einer Schleife (.11'), aufweist, an der Metallhülle ( 9 ) derart ange-

   /es
   ordnet ist, daß deren einmünde die Isolierhülle gegen die

   Kontaktplatten der Kontaktglieder (2,3) zum Teil abschirmt·

   5. Magnetisch gesteuerter, hermetisch abgeschlossener Kontakt nach Anspruch 1,2,3,4 dadurch gekenn-

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   zeichnet, daß die mit den finden dee elastische* ferro-Magnet lachen Kontaktgliedes ( 6 ),der elastischen ferromagnetlachen Platten (20,21,22) und der massiven verlängerten Stromzuführung ( 16 ) verbundene Stirnseite ( 5 ) des Magnetleiters (12,1^) Innerhalb des zusammengesetzten metallischen Seiles {26,27) der Hülle untergebracht und mit dlesejn verbunden 1st.

   6« Magnetisch gesteuerter, hermetisch abgeschlossener Kontakt nach Anspruch 1,2,3,4·, gekennzeichnet durch einen Gleichrichter C 50 ) und eine aueätaliche St rom» ic JcI ung ( 52 ) auf dem Magnetleiter,

   die la Stromkreis der Kontaktglieder (48,49) liegen·

   7, Schiit β auf der Grundlage . magnetlach gesteuerter» hermetisch abgeschlossene r Kontakte nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche

   ale einheitliche Konstruktion mit mindestens

   ' einem magnetisch gesteuerten, hermetisch abgeschlossenen Kontakt für jeden Strompol.

   8. Schute auf der Grundlage magnetisch gesteuerter, hermetisch abgeschlossener Kontakte , dessen jeder Strompol aus einem magnetisch gesteuerten, hermetisch abgeschlossenen leistungsstarken Kontakt ( 47 ) nach Anspruch 1,2,3,4 und zwei mit diesem im Nebenschluß liegenden, nach Anspruch 6 hergestellten, eine größere Abfallseit der

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   Kontakte als der magnet lach gesteuerte, hermetiach abgeschlossene Iieiatungakontakt aufweisenden leistungsschwacheren Kontakten ( 48,49) zusammengebaut ist, so daß der eine der
   leistungsschwacheren magnetisch gesteuerten Kontakte für die Zeit der auf den Moment der Abschaltung des Schützes folgenden leitenden H&lbperiode seines Gleichrichters zur
   Erzielung einer liehtbogenfreienAbschaltung der Belastung
   geschlossen "bleibt.

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   Leersei