DE2912823A1 - Vacuum switch contact set with coaxial contact pots - has zone of reduced conductivity, between contact ring and contact carrier, which may be filled with ferromagnetic or insulating insert - Google Patents

Vacuum switch contact set with coaxial contact pots - has zone of reduced conductivity, between contact ring and contact carrier, which may be filled with ferromagnetic or insulating insert

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DE2912823A1 DE19792912823 DE2912823A DE2912823A1 DE 2912823 A1 DE2912823 A1 DE 2912823A1 DE 19792912823 DE19792912823 DE 19792912823 DE 2912823 A DE2912823 A DE 2912823A DE 2912823 A1 DE2912823 A1 DE 2912823A1
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    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/664—Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings
    • H01H33/6642—Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings having cup-shaped contacts, the cylindrical wall of which being provided with inclined slits to form a coil

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Abstract

The coaxial contact pots each comprises a split contact carrier (4), with a close contact ring (12). The free surface of the latter has a bevel around both its inner and outer edge. The interior of the contact ring (12) or the surface of the contact carrier (4) on which it is mounted, incorporates a zone (14) of reduced conductivity relative to the material of the contact carrier. The width (d) of this zone (14) in the radial sense is pref. greater than the width (c) of the mating contact surface of the contact ring (12). The zone (14) may comprise a void or the latter may be filled with a ferromagnetic or insulating insert (16).

Description

Kontaktanordnung für VakuumschalterContact arrangement for vacuum switch

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontaktanordnung für Vakuumschalter mit koaxial zueinander angeordneten Topfkontakten, deren geschlitzter Kontaktträger mit einem geschlossenen Kontaktring versehen ist, dessen Stirnfläche die Kontaktauflagefläche bildet.The invention relates to a contact arrangement for vacuum switches with cup contacts arranged coaxially to one another, their slotted contact carrier is provided with a closed contact ring, the end face of which is the contact support surface forms.

Die koaxial einander gegenüber angeordneten Topfkontakte bilden Jeweils einen Rotationshohlkörper, dessen Boden mit einer Stromzuführung verbunden ist und dessen Rand die ringförmige Kontaktauflagefläche bildet. Die Kontaktträger der beiden Kontakte sind mit gegenläufig verlaufenden schrägen Schlitzen versehen, die den Kontaktträger in einzelne Segmente aufteilen. Diese Segmente bilden mit dem nach dem Öffnen der Kontakte entstehenden Lichtbogen eine Stromschleife, deren Lorentzkraft den Lichtbogen zwischen den Kontakten rotieren läßt. Die Neigung der Schlitze gegenüber der Achse des Topfkontaktes wird so groß gewählt, daß sich die Schlitze in azimutaler Richtung im Kontaktträger überlappen. Auch der Boden des Topfkontaktes kann mit Schlitzen versehen sein (deutsche Patentschrift § 196 751).The cup contacts arranged coaxially opposite one another each form a rotary hollow body, the bottom of which is connected to a power supply and the edge of which forms the annular contact support surface. The contact carriers of the two Contacts are provided with inclined slots running in opposite directions, which the Divide the contact carrier into individual segments. These segments simulate with the when the contacts open, an arc created by a current loop, whose Lorentz force rotates the arc between the contacts. The inclination of the slots opposite the axis of the cup contact is chosen so large that the slots are in azimuthal Overlap direction in the contact carrier. Even the bottom of the pot contact can be provided with slots (German patent specification § 196 751).

Eine bekannte Ausführungsform einer Kontaktanordnung für Vakuumschalter enthält Topfkontkte, die mit einer scheibenförmigen Kontaktauflage versehen sind. Die beiden Kontakte sind derart konzentrisch zueinander angeordnet, daß ein innerer Kontakt von den Kontaktwänden des äußeren Kontaktes umgeben ist und ihre Ränder axial in die gleiche Richtung weisen. Beim äußeren Kontakt ist die Kontaktauflage innerhalb des Topfes angeordnet, während bei dem inneren Kontakt die Stromzuführung im Topf angeordnet und der Boden des Kontaktes mit der Kontaktauflage versehen ist. Die Kontaktauflagen liegen somit jeweils in einem zentralen Teil der beiden Kontakte einander gegenüber. Ein nach dem Abheben der Kontakte entstehender Lichtbogen soll von den Kontaktauflageflächen weg zu den Wänden der Topfkontakte getrieben werden, die als Abbrandbereiche der Kontakte dienen.A known embodiment of a contact arrangement for vacuum switches contains pot contacts that are provided with a disc-shaped contact pad. The two contacts are arranged concentrically to one another that an inner one Contact is surrounded by the contact walls of the outer contact and their edges axially point in the same direction. In the case of external contact, the contact pad is arranged inside the pot, while the power supply in the case of the inner contact arranged in the pot and the bottom of the contact is provided with the contact pad. The contact pads are therefore each in a central part of the two contacts opposite each other. An arc that occurs after the contacts have been lifted off should are driven away from the contact surfaces to the walls of the pot contacts, which serve as burn-off areas for the contacts.

Zu diesem Zweck ist Jeweils zwischen der Kontaktauflage und der Stromzuführung eine flache Zwischenlage aus einem Material mit erhöhtem elektrischen Widerstand eingelagert, die möglichst nahe an der Stromzuführung im Boden der Topfkontakte angeordnet ist (deutsche Offenlegungsschrift 25 46 376).For this purpose there is always between the contact pad and the power supply a flat intermediate layer made of a material with increased electrical resistance stored as close as possible to the power supply in the bottom of the pot contacts is arranged (German Offenlegungsschrift 25 46 376).

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, in einer Kontaktanordnung mit Topfkontakten, deren Ränder Jeweils die Kontaktauflageflächen bilden, eine derartige Stromverteilung in Jedem der Kontakte zwischen der Stromzuführung und der ringförmigen Kontaktauflagefläche zu erzwingen, daß die Fußpunkte eines zwischen den Kontakten entstehenden und rotierenden Lichtbogens zwischen den Kontaktauflageflächen stabilisiert werden. Insbesondere soll sowohl eine radial nach innen als auch nach außen gerichtete Kraftkomponente auf den Lichtbogen vermieden ..rer.ien.The invention is now based on the object in a contact arrangement with cup contacts, the edges of which each form the contact support surfaces, such a one Power distribution in each of the contacts between the power supply and the annular one Contact pad to force the foot points of one between the contacts The resulting and rotating arc between the contact surfaces is stabilized will. In particular, both a radially inward and outward direction should be used Force component on the arc avoided ..rer.ien.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die freie Oberfläche des Kontaktringes radial nach innen und nach außen Jeweils mit einer Abschrägung versehen ist und daß der Kontaktring und/oder der an den Kontaktring angrenzende Teil des Kontaktträgers eine Zone mit gegenüber em Material des Kontaktträgers wesentlich verminderter elektrischer Leitfähigkeit enthalten. Diese Zone mit geringer elektrischer Leitfähigkeit bewirkt eine Verzweigung der Stromzuführung vom Kontaktträger zur Kontaktflagefläche des Kontaktringes, deren Stromkomponenten innerhalb des Kontaktringes im wesentlichen radial verlaufen. Die Magnetfelder dieser radialen Stromkomponenten bewirken jeweils auf den Lichtbogen eine Lorentzkraft, die radial zur Mitte der streifenförmigen Kontaktauflagefläche gerichtet ist, und man erhält eine Stabilisierung der Bogenentladung auf dem Kontaktring. Der Lichtbogen kann somit weder in die Ausnehmung des Topfkontaktes noch zum Außenrand abwandern.This object is achieved according to the invention in that the free surface of the contact ring radially inwards and outwards, each with a bevel is provided and that the contact ring and / or adjacent to the contact ring Part of the contact carrier has a zone with a substantial material compared to the contact carrier contain reduced electrical conductivity. This zone with low electrical Conductivity causes the power supply to branch from the contact carrier to the Contact surface of the contact ring, its current components within the contact ring run essentially radially. The magnetic fields of these radial current components each cause a Lorentz force on the arc, which is radial to the center of the strip-shaped contact surface is directed, and one obtains a stabilization the arc discharge on the contact ring. The arc can therefore neither enter the recess of the pot contact still migrate to the outer edge.

Die gegenläufig schräge Schlitzung der Kontaktträger der koaxial zueinander angeordneten Kontakte bewirkt eine azimutal zu den Kontaktringen gerichtete Komponente der Lorentzkraft, die den Lichtbogen antreibt. Er rotiert auf einer Kreisbahn zwischen den Kontaktauflageflächen.The oppositely sloping slots of the contact carriers are coaxial with one another arranged contacts causes a component directed azimuthally to the contact rings the Lorentz force that drives the arc. It rotates on a circular path between the contact surfaces.

Durch die Abschrägung des Kontaktringes wird verhindert, daß der Lichtbogen an einer Stelle der KontaktauSlagefläche gezündet wird, an der die stabilisierende Wirkung noch nicht eintreten kann. Außerdem erhält man mit dieser Ausführungsform einen erhöhten Kontaktdruck durch die gegenüber der Breite des Kontaktträgers entsprechend verminderte Kontaktauflagefläche.The bevel of the contact ring prevents the arc is ignited at a point on the contact surface where the stabilizing Effect cannot yet occur. In addition, one obtains with this embodiment an increased contact pressure due to the corresponding to the width of the contact carrier reduced contact surface.

Um die stromverdrängende Wirkung der Zone auf die Stromkomponenten zu erhalten, kann der elektrische Widerstand der Zone vorzugsweise wenigstens um den doppelten Betrag, insbesondere mindestens um den dreifachen Betrag, größer sein als der elektrische Widerstand des Kontaktträgers. Eine besonders einfache und wirksame Ausführungsform der Kontaktanordnung erhält man dadurch, daß die Zone als Aussparung gestaltet ist, die mit der Umgebung der Kontaktanordnung, beispielsweise innerhalb der Löschkammer eines Vakuumschalters, evakuiert wird.About the current-displacing effect of the zone on the current components To obtain, the electrical resistance of the zone can preferably be at least around double the amount, in particular at least three times the amount than the electrical resistance of the contact carrier. A particularly simple and effective one An embodiment of the contact arrangement is obtained in that the zone is a recess is designed with the environment of the contact arrangement, for example within the quenching chamber of a vacuum switch, is evacuated.

Ferner erhält man die Zone mit erhöhtem elektrischen Widerstand auch durch das Einbringen, beispielsweise Eindiffundieren oder Einlegieren, von den Widerstand erhöhendem Zusatzmaterial. Hierzu ist beispielsweise Zinn, Wismut oder Phosphor sowie Arsen geeignet. Zu diesem Zweck kann die dem Kontaktträger zugewandte Oberfläche des Kontaktringes beispielsweise mit einer Auflage aus dem Widerstandsmaterial versehen werden, das dann in den Kontaktring eingeschmolzen oder eingesintert wird. Anschließend kann die Auflage von der Oberfläche des Kontaktringes wieder entfernt werden.Furthermore, the zone with increased electrical resistance is also obtained by introducing, for example diffusing in or alloying in, the resistance increasing additional material. Tin, bismuth, or phosphorus, for example, can be used for this purpose as well as arsenic. For this purpose, the surface facing the contact carrier can of the contact ring, for example, provided with a support made of the resistance material which is then melted or sintered into the contact ring. Afterward the support can be removed again from the surface of the contact ring.

Ferner kann das entsprechend gestaltete Widerstandsmaterial auch in die Aussparung eingelegt werden. Diese Einlage kann aus einem ferromagnetischen Material, beispielsweise Eisen, bestehen, das die auf den Lichtbogen wirkenden stabilisierenden Kräfte verstärkt. Die Einlage kann ferner aus einem Isolator, beispielsweise einem Keramikkörper, bestehen. Außerdem können als Einlage Metalle mit geringer elektrischer Leitfähigkeit, beispielsweise Chrom oder auch Chrom-Kupfer sowie Kobalt, verwendet werden. Auch Graphit ist als Einlage geeignet.Furthermore, the correspondingly designed resistor material can also be used in the recess can be inserted. This insert can consist of a ferromagnetic Material, for example iron, exist, which acts on the arc stabilizing Forces reinforced. The insert can also consist of an insulator, for example a Ceramic body. In addition, metals with a low electrical level can be used as an insert Conductivity, for example chromium or chromium-copper and cobalt, are used will. Graphite is also suitable as an insert.

Die Einlage kann vorzug:sweise so gestaltet sein, daß im Strompfad wenigstens annähernd quer zur Stromrichtung zwischen der Einlage und dem Kontaktträger oder auch zwischen der Einlage und dem Kontaktring ein Spalt entsteht. Die Größe diese Spaltes wird vorzugsweise wenigstens so groß gewählt wie die axiale Komponente der Breite der Schlitze des Kontaktträgers. Die Spaltbreite wird im allgemeinen 0,2 mm nicht wesentlich unterschreiten.The insert can preferably be designed so that in the current path at least approximately transversely to the direction of flow between the insert and the contact carrier or a gap is created between the insert and the contact ring. The size this gap is preferably chosen to be at least as large as the axial component the width of the slots in the contact carrier. The gap width is generally Do not fall significantly below 0.2 mm.

Eine besondere Ausführungsform der Kontaktanordnung besteht darin, daß die an den Kontaktring angrenzende Fläche des Kontaktträgers mit einer Aussparung versehen wird und daß die Einlage aus dem Material des Kontaktringes besteht. In dieser Ausführungsform kann der Kontaktring als Profilkörper mit einem ringförmigen Fortsatz hergestellt werden, der in die Aussparung des Kontaktträgers hineinreicht. Die Höhe dieses Fortsatzes kann etwas geringer bemessen sein als die Tiefe der Aussparung. Zwischen der Stirnfläche des Fortsatzes und dem Boden der Aussparung wird dann der erwähnte Spalt gebildet.A special embodiment of the contact arrangement consists in that the surface of the contact carrier adjoining the contact ring with a recess is provided and that the insert consists of the material of the contact ring. In In this embodiment, the contact ring can be a profile body with an annular Extension are produced, which extends into the recess of the contact carrier. The height of this extension can be made slightly less than the depth of the recess. Between the end face of the extension and the bottom of the recess is then the mentioned gap formed.

Der Kontaktring besteht aus einem Material mit hoher Temperaturbeständigkeit und hoher Abbrandfestigkeit sowie hoher mechanischer Festigkeit. Solche Eigenschaften haben beispielsweise Sinterwerkstoffe, die Chrom und Kupfer als wesentliche Bestandteile enthalten. In Verbindung mit einem Kontaktring, der aus einer metallgetrEScten Metallmatrix, beispielsweise einer Chrom-Kupfer-Matrix, besteht, wird vorzugsweise ein Material für den Kontaktträger gewählt, das wenigstens im wesentlichen aus dem Tränkmetall des Kontaktringes, beispielsweise Kupfer, besteht. Der Kontaktring mit wenigstens dem angrenzenden Teil des Kontaktträgers kann dann durch sogenanntes Hintergießen hergestellt werden, bei dem in einem gemeinsamen Arbeitsgang zunächst der Kontaktring und anschließend der Trägerkörper gegossen werden. Die Einlage kann als Formkörper eingelegt sein und beim Gießen vom Gußmaterial eingeschlossen werden oder bei entsprechender Gestaltung anschließend auch wieder entfernt werden. In dieser Ausführungsform kann beispielsweise sowohl der Kontaktring als auch der angrenzende Teil des Kontaktträgers mit einer gemeinsamen Aussparung versehen sein. Dieses gemeinsame Bauteil wird dann am Kontaktboden befestigt, beispielsweise festgelötet.The contact ring is made of a material with high temperature resistance and high erosion resistance and high mechanical strength. Such properties have sintered materials, for example, which contain chromium and copper as essential components contain. In connection with a contact ring made of a metal-penetrated metal matrix, for example a chromium-copper matrix, is preferably a material chosen for the contact carrier, which is at least essentially composed of the impregnating metal of the contact ring, for example copper, is made. The contact ring with at least the adjacent part of the contact carrier can then by so-called Back-casting are produced, initially in a joint operation the contact ring and then the carrier body are cast. The deposit can be inserted as a molded body and enclosed by the casting material during casting or, if designed accordingly, can also be removed again afterwards. In This embodiment can, for example, both the contact ring and the adjacent Part of the contact carrier can be provided with a common recess. This common The component is then attached to the contact base, for example soldered on.

In einer besonderen Ausführungsform des Kontaktes ist die elektrische Leitfähigkeit des Kontaktringes wesentlich geringer, vorzugsweise um mindestens den Faktor 3, als die Leitfähigkeit des Kontakttägers.In a particular embodiment of the contact is electrical The conductivity of the contact ring is significantly lower, preferably by at least the factor 3, as the conductivity of the contact carrier.

Diese Widerstandserhöhung des Kontaktringes im Vergleich zum Kontaktträger erhält man durch die Verwendung der Chrom-Kupfer-Matrix. Ferner ergibt sich eine derartige Widerstands erhöhung auch durch einen erhöhten Gehalt des Kontaktringes an geeigneten Zusätzen, beispielsweise Eisen bis zu etwa 15 % oder Kobalt bis zu etwa 20 %,oder auch nur in einem Zusatz von Eisen und Kobalt.This increase in resistance of the contact ring compared to the contact carrier is obtained by using the chrome-copper matrix. Furthermore, there is a Such an increase in resistance also due to an increased content of the contact ring of suitable additives, for example iron up to about 15% or cobalt up to about 20%, or even just an addition of iron and cobalt.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der zwei Topfkontakte koaxial einander gegenüber angeordnet sind. In den Figuren 1 bis 4 sind beiderseits der gemeinsamen Rotationsachse Jeweils verschiedene Gestaltungen als Schnitt schematisch veranschaulicht. Eine Schraffur der Schnittfläche ist in Figur 1 teilweise nicht dargestellt, um die Übersichtlichkeit nicht zu stören.To further explain the invention, reference is made to the drawing taken, in which two pot contacts are arranged coaxially opposite one another. In Figures 1 to 4 are different on both sides of the common axis of rotation Designs illustrated schematically as a section. A hatching of the cut surface is partially not shown in Figure 1 in order not to disturb the clarity.

In der Ausführungsform der Kontaktanordnung nach Figur 1 ist ein vorzugsweise flacher Topfkontakt 2 mit einem Außendurchmesser von beispielsweise 2 R = 75 mm und einem Innendurchmesßer 2 r 45 mm mit einem Kontaktträger 4. dessen Höhe H beispielsweise 17 mm betragen soll, und einem Bodenteil 6 mit einem elektrischen Anschlußleiter 8 versehen. Der Kontaktträger 4 enthält schräge Schlitze 10, deren Neigungswinkel ct gegenüber der Rotationsachse 18 vorzugsweise so gewählt ist, daß sich die Stirnflächen der Jeweils zwischen zwei Schlitzen entstehenden Segmente in azimutaler Richtung nicht überlappen. Dies ist sichergestellt, wenn man vom Ende eines der Schlitze am Kontaktring 12 ausgehend senkrecht nach oben auf einen benachbarten Schlitz trifft.In the embodiment of the contact arrangement according to FIG. 1, one is preferred flat cup contact 2 with an outside diameter of, for example, 2 R = 75 mm and an inner diameter 2 r 45 mm with a contact carrier 4. its height H, for example Should be 17 mm, and a bottom part 6 with an electrical connection conductor 8 provided. The contact carrier 4 contains inclined slots 10, the angle of inclination ct with respect to the axis of rotation 18 is preferably chosen so that the end faces of the segments in azimuthal direction that arise between two slots do not overlap. This is ensured by looking at the end of one of the slots at the contact ring 12, starting vertically upwards, meets an adjacent slot.

In gleicher Weise trifft man vom Ende dieses Schlitzes am Kontaktboden 6 ausgehend senkrecht nach unten ebenfalls auf den benachbarten Schlitz, wie es in der Figur durch nicht näher bezeichnete Pfeile angedeutet ist.In the same way, one meets from the end of this slot on the contact base 6 starting vertically downwards also to the adjacent slot, as is is indicated in the figure by unspecified arrows.

Mit dieser Neigung der Schlitze 10 ist sichergestellt, daß der durch die entstehenden Segmente fließende Strom immer eine gegenüber der Achse 18 geneigte Richtungskomponente erhält, die mit einem zwischen den Kontakten entstehenden Lichtbogen und dem Strom in dem entsprechenden Segment des gegenUbe-rliegenden Kontaktes eine Stromschleife bildet, die eine azimutal gerichtete Lorentzkraft auf den Lichtbogen bewirkt und den Lichtbogen somit zwischen den Kontakten rotieren läßt. Mit der angegebenen Neigung der Schlitze 10 durchsetzt immer mindestens ein in der Figur nicht dargestellter Schlitz im Kontaktträger 4 die Schnittebene.With this inclination of the slots 10 it is ensured that the through the current flowing through the segments is always inclined with respect to the axis 18 Directional component is obtained with an arcing between the contacts and the current in the corresponding segment of the opposite contact Forms a current loop that exerts an azimuthally directed Lorentz force on the arc causes the arc to rotate between the contacts. With the specified The inclination of the slots 10 always penetrates at least one not shown in the figure Slot in the contact carrier 4 is the cutting plane.

Die Stirnflächen des Kontaktträgers 4 sind mit einem Kontaktring 12 aus sogenanntem Kontaktmaterial versehen, das bekanntlich eine hohe Abbrandfestigkeit und hohe Temperaturfestigkeit sowie eine hohe mechanische Festigkeit hat und beispielsweise ein Chrom und Kupfer enthaltender Sinterwerkstoff sein kann. Die Höhe h des Kontaktringe£ 12 kann beispielsweise 4 mm betragen. Die dem Kontaktträger 4 zugewandte Oberfläche des Kontaktringes 12 ist mit einer ringförmigen Aussparung 14 versehen, die für den Strom I einen erhöhten elektrischen Widerstand darstellt, ao daß er schon im Kontaktträger 4 in zwei Komponenten I1 und 12 aufgeteilt wird, die im Kontaktring 12 in der Nähe seiner Stirnfläche, welche die Kontaktauf] agefläche 13 bildet, im wesentlichen radial zur Rotationsachse gerichtet sind.The end faces of the contact carrier 4 are provided with a contact ring 12 made of so-called contact material, which is known to have a high resistance to erosion and high temperature resistance as well as high mechanical strength and can be, for example, a sintered material containing chromium and copper. The height h of the contact ring £ 12 can be, for example, 4 mm. The contact carrier 4 facing surface of the contact ring 12 is provided with an annular recess 14, which represents an increased electrical resistance for the current I, ao that it is already divided into two components I1 and 12 in the contact carrier 4, that in the contact ring 12 in the vicinity of its end face, which is the contact surface 13 forms, are directed essentially radially to the axis of rotation.

Der Kontaktring 12 ist in radialer Richtung beiderseits der Kontaktaufiagefläche 13 jeweils mit einer nicht näher bezeichneten Abschrägung versehen. Die Abschrägung der Außenkante ist so gestaltet, daß der radiale Abstand a der Außenkante d.er Kontaktauflagefläche 13 von der Außenwand des Kontaktträgers 4 mehr als die Hälfte des Abstandes b der Außenkante der Aussparung 14 von der Außenwand des Kontaktträgers 4 beträgt. In entsprechender Weise ist auch die Abschrägung an der Innenseite des Kontaktringes 12 gestaltet. Mit dieser Ausführung der Abschrägungen des Kontaktes 12 wird sowohl eine radiale Stromkomponente des Teilstromes I1 als auch eine solche des Teilstromes I2 gewährleistet, auch wenn der Lichtbogen beim Abheben der Kontakte am Rand der Kontaktauflagefläche entsteht In einer besonderen Ausführungsform der Kontaktanordnung nach Fig. 2 wird die Abschrägung Jedoch vorzugsweise so gewählt, daß die radiale Breite c der Kontaktauflagefläche 13 höchstens so groß und insbesondere kleiner ist als die radiale Breite d der Aussparung 14.The contact ring 12 is in the radial direction on both sides of the contact support surface 13 each provided with an unspecified bevel. The bevel the outer edge is designed so that the radial distance a from the outer edge of the contact support surface 13 from the outer wall of the contact carrier 4 more than half the distance b of the Outer edge of the recess 14 from the outer wall of the contact carrier 4 is. In the bevel on the inside of the contact ring is also in a corresponding manner 12 designed. With this embodiment of the bevels of the contact 12 is both a radial flow component of the partial flow I1 as well as one of the partial flow I2 guaranteed, even if the arc occurs when the contacts on the edge of the Contact support surface is created in a special embodiment of the contact arrangement However, according to Fig. 2, the bevel is preferably chosen so that the radial Width c of the contact support surface 13 is at most as large and in particular smaller is than the radial width d of the recess 14.

Dadurch erhält man eine erhöhte stabilisierende Wirkung auf den Lichtbogen durch größere radiale Stromkomponen- ten Die Kante der Kontaktauf'.rgefläche wirkt zusS.tzlich stabilisierend. Die A-ussparung 14 ist mit einer rjngförrnigen Einlage 16 aus einem Material mit gegenhuber dem Material des Kontaktträgers 4 erhöhte elektrischen Widerstand versehen. Sie kann- beispielsweise aus elektrisch isolierendem Material, vorzugsweise Keramik, bestehen. Ferner ist Graphit oder auch ein ringförmiger Körper aus metallischem Widerßtandsmaterial, beispiel.sweise Chrom oder Eisen, geeignet.This gives an increased stabilizing effect on the arc due to larger radial current components The edge of the contact surface has an additional stabilizing effect. The recess 14 has a ring-shaped one Insert 16 made of a material with opposite the material of the contact carrier 4 increased provided electrical resistance. You can - for example from electrically insulating Material, preferably ceramic, exist. Furthermore, graphite or also an annular one Body made of metallic resistance material, e.g. chromium or iron, is suitable.

Anstelle der in Fig. 2 dargestellten Aussparung 14 mit einer geeigneten Einlage 16 aus Widerstandsmaterial kann die Zone mit erhöhtem elektrischen Widerstand ohne Aussparung auch dadurch hergestellt werden, daß in das Material des Kontaktringes 12 in dieser Zone ein Material mit erhöhtem elektrischen Widerstand eingelagert, beispielsweise einlegiert oder eindiffundiert wird. Das Material des Kontaktringes 12 in der Zone mit erhöhtem elektrischen Widerstand bzw. das Material der Einlage in dieser Zone wird vorzugsweise so gewählt, daß der elektrische Widerstand in dieser Zone wenigstens um den Faktor 2 höher ist als der Widerstand des Trägerkörpers 4.Instead of the recess 14 shown in FIG. 2 with a suitable one Insert 16 made of resistance material can form the zone with increased electrical resistance can also be produced without a recess that in the material of the contact ring 12 a material with increased electrical resistance is embedded in this zone, for example alloyed or diffused. The material of the contact ring 12 in the zone with increased electrical resistance or the material of the insert in this zone is preferably chosen so that the electrical resistance in this Zone is at least a factor of 2 higher than the resistance of the support body 4.

In der Ausführungsform nach Fig. 3 ist die dem Kontaktring 12 zugewandte Stirnfläche des Kontaktträgers 4 mit der Aussparung 14 versehen, die eine ringförmige Einlage 16 enthält. Die Einlage 16 ist am Kontaktring 12 befestigt und kann vorteilhaft mit diesem ein integriertes Bauteil bilden und somit auch aus dem gleichen Material bestehen. Die Höhe des Fortsatzes 16 kann vorzugsweise etwas geringer gewählt werden als die Tiefe der Aussparung 14, so daß zwischen der Stirnfläche des Fortsatzes 16 und dem Boden der Aussparung 14 ein Spalt æ entsteht, der eine geringe Stauchung des Kontaktträgers 4 zuläßt.In the embodiment according to FIG. 3, the one facing the contact ring 12 The end face of the contact carrier 4 is provided with the recess 14 which is an annular Insert 16 contains. The insert 16 is attached to the contact ring 12 and can be advantageous with this form an integrated component and thus also from the same material exist. The height of the extension 16 can preferably be chosen to be somewhat lower than the depth of the recess 14, so that between the end face of the extension 16 and the bottom of the recess 14 a gap æ is created, which has a slight compression of the contact carrier 4 allows.

Die im Ausführungsbeispiel dargestellte Kontaktanordnung ist beispielsweie geeignet für eine Spannung von 12 kV und einen Betriebsstrom -von etwe 1000 A sowie einen Nenlkurzi;chlußauaschaltstrom von etwa 4C) 000 A. Solche Kontakte werden während des Betriebes mit einer entsprechend hohen Anpreßkraft, beispielsweise F = 4000 N, aneinandergepreßt, die eine gewisse elastische Verformung des Kontaktträgers 4 und des Bodens 6 bewirkt.The contact arrangement shown in the exemplary embodiment is exemplary suitable for a voltage of 12 kV and an operating current of around 1000 A as well a short circuit breaker current of about 4C) 000 A. Such contacts are made during operation with a correspondingly high contact pressure, for example F = 4000 N, pressed together, causing a certain elastic deformation of the contact carrier 4 and the bottom 6 causes.

Durch diese elastische Verformung wird zunächst der Spalt # zwischen der Einlage 16 und dem Kontaktboden 6 nach Fig. 3 vermindert und mit zunehmender Verformung des Kontaktträgers 4 ausgefüllt, so daß er dann die weitere Verformung des Kontaktes durch die Kontaktandruckkraft F wesentlich vermindert. Die Spaltbreite # wird Jedoch auf einen Betrag begrenzt, der so gewählt wird, daß die Schlitze 10 mit zunehmender Verformung des Kontaktträgers 4 nicht völlig geschlossen werden.Due to this elastic deformation, the gap # between the insert 16 and the contact base 6 according to FIG. 3 decreased and with increasing Deformation of the contact carrier 4 filled, so that he then the further deformation of the contact by the contact pressure force F is significantly reduced. The gap width # is, however, limited to an amount chosen so that the slots 10 are not completely closed with increasing deformation of the contact carrier 4.

Unter Umständen kann in der Ausführungsform des Kontaktes nach Fig. 3 die Aussparung 14 auch mit einer Einlage versehen sein, die am Boden der Aussparung 14 befestigt ist, so daß dann ein entsprechender Spalt zwischen dieser Einlage und dem Kontaktring 12 entsteht.Under certain circumstances, in the embodiment of the contact according to Fig. 3 the recess 14 can also be provided with an insert, which is at the bottom of the recess 14 is attached, so that then a corresponding gap between this insert and the contact ring 12 arises.

Ferner kann nach Fig. 4 eine Aussparung 14 vorgesehen sein, die sich sowohl in den Kontaktträger 4 als auch in den Kontaktring 12 erstreckt und die entweder mit der Kontaktanordnung evakuiert oder auch eine in der Figur nicht dargestellte Einlage enthalten kann. Diese Einlage kann auch so bemessen sein, daß entweder in dem Kontaktring oder in dem Teil der Aussparung des Kontaktträgers 4 ein Spalt entsteht, wie er in Fig. 3 dargestellt ist.Furthermore, according to FIG. 4, a recess 14 can be provided which extends both in the contact carrier 4 and in the contact ring 12 and either evacuated with the contact arrangement or one not shown in the figure May contain insert. This deposit can also be dimensioned so that either in the contact ring or in the part of the recess of the contact carrier 4 is a gap, as shown in FIG.

n besonders einfaches verfahren zum Herstellen des Kontaktes besteht darin, daß der Kontaktträger 4 zugleich mit dem Tränken des Matrixmetalles des Kontaktringes 12 durch sogenanntes Hintergieben entsteht.n there is a particularly simple method for establishing contact in that the contact carrier 4 simultaneously with the impregnation of the matrix metal of the contact ring 12 is created by so-called back pouring.

Beim Hintergießen ist die Aussparung 14 beispielsweise nach Fig. 4 Iit einem Formkörper gefüllt, der so geformt sein kann, daß er nach dem Gießen des Trägerkörpers 4 wieder entfernt werden kann. Die Metallmatrix des Kontaktrlnges 12, beispielsweise Chrom-Kupfer, und das Tränkmetall des Kontaktträgers, beispielsweise Kupfer, gegebenenfalls mit vorbestimmten Zusätzen, sind dann fest miteinander verschmolzen. Anschließend wird der Kontaktträger 4 mit seiner aus zwei konzentrischen Ringflächen bestehenden Stirnfläche am Boden 6 des Kontaktes befestigt, beispielsweise mit einem Hartlot angelötet Zur Zentrierung dieses aus Kontaktring 12 und Kontaktträger 4 gebildeten gemeinsamen Körpers kann der Boden 6 mit einem entsprechenden und in der Figur nicht näher bezeichneten ringförmigen Fortsatz versehen sein, dessen radiale Breite gleich der radialen Breite der Aussparung 14 ist.During back casting, the recess 14 is, for example, according to FIG. 4 Iit a molded body filled, which can be shaped so that it is after casting the Carrier body 4 can be removed again. The metal matrix of the contact length 12, for example chrome-copper, and the impregnation metal of the contact carrier, for example Copper, possibly with predetermined additives, are then firmly fused together. Then the contact carrier 4 with its two concentric annular surfaces existing end face attached to the bottom 6 of the contact, for example with a Brazed soldered on For centering this consisting of contact ring 12 and contact carrier 4 formed common body, the bottom 6 with a corresponding and in the figure unspecified annular extension be provided, the radial Width is equal to the radial width of the recess 14.

Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, den erwähnten Formkörper als Einlage für die Aussparung 14 zu verwenden. tr kann dann von dem Material des Kontaktträgers 4 und dem Kontaktring 12 eingeschlossen sein.Under certain circumstances it can be expedient to use the molding mentioned to be used as an insert for the recess 14. tr can then be based on the material of the Contact carrier 4 and the contact ring 12 be included.

Die Schlitze 10 können sich auch noch wenigstens durch einen Teil des Bodens 6 erstrecken.The slots 10 can also extend through at least one part of the bottom 6 extend.

21 Patentansprüche 4 Figuren21 claims 4 figures

Claims (21)

Patentansprüche 1. Kontaktanordnung für Vakuumschalter mit koaxial ueinander angeordneTen Topfkontakten, deren geschlitzter Kontaktträger mit einem gesctllossenen Kontaktring versehen ist, dessen Stirnflache die Kontaktauflagefläche bildet3 d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n s t , daß die freie Oberfläche des Kontaktringes 12) radial nach innen und nach außen Jeweils mit einer Abschrägung versehen ist und daß der Kontaktring (12) und/oder der an den Kontaktring angrenzende Teil des Kontaktträgers (4) eine Zone mit gegenüber dem Material des Kontaktträgers (4) wesentlich verminderter Leitfähigkeit enthalten 2. Kontaktanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Breite (d) der Zone (14) n radialer Richtung größer ist als die Breite (c) der Kontaktauflagefläche.Claims 1. Contact arrangement for vacuum switch with coaxial cup contacts arranged one above the other, their slotted contact carrier with a closed contact ring is provided, the end face of which is the contact support surface forms3 d a d u r c h e k e n n n z e i c h -n s t that the free surface of the Contact ring 12) radially inwards and outwards, each with a bevel is provided and that the contact ring (12) and / or the one adjacent to the contact ring Part of the contact carrier (4) has a zone opposite the material of the contact carrier (4) contain significantly reduced conductivity 2. Contact arrangement according to claim 1, that the width (d) of the zone (14) n radial direction is greater than the width (c) of the contact surface. 3. Kontaktanordnung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Zone (14) aus einer Aussparung besteht.3. Contact arrangement according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e It is noted that the zone (14) consists of a recess. 44 Kontaktanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Aussparung (14) mit einer Einlage (16) versehen ist.44 contact arrangement according to one of claims 1 to 3, d a d u r c It is noted that the recess (14) is provided with an insert (16) is. 5. Kontaktanordnung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k zu e n n z e i c h n e t , daß die Einlage (16) aus ferromagnetischem Material besteht.5. Contact arrangement according to claim 4, d a d u r c h g e k to e n n z e i c h n e t that the insert (16) consists of ferromagnetic material. 6. Kontaktanordnung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i. c h n e t , daß die Einlage (16) aus einem Isolator besteht.6. Contact arrangement according to claim 4, d a d u r c h g e k e n n z e i. c h n e t that the insert (16) consists of an insulator. 7. Kontaktanordnung nach Anspruch X, d a d u r c h gek e n n z e i e h ne t s daß die Einlage (16) aus einem Metall mlt hohem elektrischen Widerstand besteht.7. Contact arrangement according to claim X, d a d u r c h gek e n n z e i E h ne t s that the insert (16) is made of a metal with high electrical resistance consists. 8. Kontaktanordnung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c n ne t , da die Einlage (16) aus Chrom oder Chrom-Kupfer besteht.8. Contact arrangement according to claim 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c n ne t, since the insert (16) consists of chrome or chrome-copper. 9. Kontaktanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Zone aus dem Material des Kontaktringes (12) mit wenigstens einem den elektrischen Widerstand erhöhenden Zusatzmaterial besteht.9. Contact arrangement according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the zone made of the material of the contact ring (12) with at least an additional material increasing the electrical resistance. 10. Kontaktanordnung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Zusatzmaterial Zinn oder Wismut oder Phosphor oder Arsen oder mehrere dieser Materialien ist.10. Contact arrangement according to claim 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the additive material is tin or bismuth or phosphorus or arsenic or more of these materials. 11. Kontaktanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Kontaktträger mit der Aussparung (14) versehen ist, und daß die Einlage (16) am Kontaktring (12) befestigt ist.11. Contact arrangement according to one of claims 3 to 8, d a d u r c h g e k e n n n n e i c h n e t that the contact carrier is provided with the recess (14) is, and that the insert (16) is attached to the contact ring (12). 12. Kontaktanordnung nach Anspruch 11, d a d u r c h gek e n n z e i c h ne t , daß die Einlage (16) aus dem Material des Kontaktringes (12) besteht.12. Contact arrangement according to claim 11, d a d u r c h ge n n z e i c h ne t that the insert (16) consists of the material of the contact ring (12). 13. Kontaktanordnung nach Anspruch 12, d a d u r c h gek e n n z e i c h ne t , daß die Einlage (16) mit dem Kontaktring (12) ein gemeinsames Teilstück bildet.13. Contact arrangement according to claim 12, d a d u r c h gek e n n z e i c h ne t that the insert (16) with the contact ring (12) is a common part forms. 14. Kontaktanordnung nach Anspruch 12 oder 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Einlage (16) mit dem Trägerkörper (4) oder dem Boden (6) einen Spalt (#) bildet.14. Contact arrangement according to claim 12 or 13, d a d u r c h g e k It is noted that the insert (16) with the support body (4) or the floor (6) forms a gap (#). 15. Kontaktanordnung nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Breits des Spalts (#) kleiner ist als die axiale Komponente der Breite der Schlitze (10) des Kontaktträgers (4) 15. Contact arrangement according to claim 14, d a d u r c h g e k e n n z Make sure that the width of the gap (#) is smaller than the axial component the width of the slots (10) of the contact carrier (4) 16. Kontaktanordnung nach Anspruch 14 oder 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Breite (#) des Spaltes mindestens 0,2 mm beträgt.16. Contact arrangement according to claim 14 or 15, that is the width (#) of the gap is at least 0.2 mm. 17. Kontaktanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Kontaktring (12) aus einer Chrom-Kupfer-Matrix und der Kontaktträger (4) aus Kupfer besteht.17. Contact arrangement according to one of claims 1 to 12, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the contact ring (12) consists of a chromium-copper matrix and the contact carrier (4) is made of copper. 18. Kontaktanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die elektrische Leitfähigkeit des Kontaktringes (12) wesentlich geringer ist als die Leitfähigkeit des Kontaktträgers (4).18. Contact arrangement according to one of claims 1 to 17, d a d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that the electrical conductivity of the contact ring (12) is much lower than the conductivity of the contact carrier (4). 19. Kontaktanordnung nach Anspruch 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Kontaktring (12) bis zu 15 % Eisen oder bis zu 20 % Kobalt oder Eisen und Kobalt enthält.19. Contact arrangement according to claim 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the contact ring (12) up to 15% iron or up to 20% cobalt or contains iron and cobalt. 20. Kontaktanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sich die schrägen Schlitze (10) des Kontaktträgers (4) wenigstens zum Teil durch den Kontaktboden (6) erstrecken.20. Contact arrangement according to one of claims 1 to 19, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the inclined slots (10) of the contact carrier (4) extend at least partially through the contact base (6). 21. Verfahren zum Herstellung einer Kontaktanordnung nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 17 bis 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Kontaktring (12) und der Kontaktträger (4) mit der Aussparung (14) durch Hintergießen entstehen, und daß dann der Kontaktträger (4) mit dem Schlitzen (10) versehen und anschleßend an dem Kontaktboden (6) befestigt wird.21. A method for producing a contact arrangement according to claim 1 or one of claims 17 to 19, d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t, that the contact ring (12) and the contact carrier (4) with the recess (14) through Back-casting arise, and that then the contact carrier (4) with the slots (10) provided and then attached to the contact base (6).
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