EP0381843A2

EP0381843A2 - Switch contact

Info

Publication number: EP0381843A2
Application number: EP89123257A
Authority: EP
Inventors: Rainer Behrend; Wilhelm Dipl.-Ing. Schels; Manfred Dipl.-Ing. Niegl
Original assignee: Sachsenwerk Licht und Kraft AG; Sachsenwerk AG; AEG Sachsenwerk GmbH
Current assignee: Schneider Electric Sachsenwerk GmbH
Priority date: 1989-01-12
Filing date: 1989-12-15
Publication date: 1990-08-16
Also published as: JPH02227923A; DE3900684A1; EP0381843A3; DE3900684C2

Abstract

The invention relates to a switch contact (1), whose contact base (5) is divided by slots (10) into sections (12) and whose coil former (4) is divided by slots (8) into helix-shaped conductors (9) for generating a magnetic field. In the event of interaction with a second switch contact (2), the two contacts acting together induce an axial or a radial magnetic field in the opened contact gap, depending on the direction of the slots (8) in the two coil formers (4). In order to generate an effective magnetic field in both cases, an evenly distributed current flow is necessary in the windings (9) of the coil formers (4) with current threads running at least approximately parallel in the inclination direction of the slots (8). A special design of the contact base (5) with different resistances is proposed for the solution, so that paths of equal electrical resistance are produced even for the relatively long current lines (SL1, SL2 ...) in the edge zones of the conductors (9). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Schaltkontakt für Vakuumschalter nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs.The invention relates to a switch contact for vacuum switches according to the preamble of the first claim.

Schaltkontakte nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs sind aus der DE 32 27 482 A1 bekannt, in der eine Kontaktanordnung mit zwei der bekannten Schaltkontakte zur Erzeugung eines parallel zur Längsachse gerichteten Magnetfeldes angegeben ist. Jeder Kontakt besteht aus einem mit einem Kontaktbolzen verbundenen Kontaktboden, an den sich ein zylindrischer Spulenkörper anschließt. Der Spulenkörper ist unter einem Winkel schräg zur Längsachse zur Bildung von wendelförmigen, parallelen Leitern geschlitzt, die die Erregerspule bilden. Die Schlitzung setzt sich in den Kontaktboden hinein fort, sie dient dort einer vorteilhaften radialsymmetrischen Stromzuleitung zum Spulenkörper. Der bekannte Schaltkontakt ist durch eine scheibenförmige, vorzugsweise radial geschlitzte Kontaktplatte abgeschlossen, über die die Berührung mit dem zweiten Schaltkontakt erfolgt bzw. auf der die Fußpunkte des Lichtbogens Platz finden.Switch contacts according to the preamble of the first claim are known from DE 32 27 482 A1, in which a contact arrangement with two of the known switch contacts for generating a magnetic field directed parallel to the longitudinal axis is specified. Each contact consists of a contact base connected to a contact pin, to which a cylindrical coil body is connected. The coil body is slotted at an angle to the longitudinal axis at an angle to form helical, parallel conductors which form the excitation coil. The slitting continues into the contact base, where it serves an advantageous radially symmetrical power supply to the coil former. The known switch contact is terminated by a disk-shaped, preferably radially slotted contact plate, via which the contact with the second switch contact takes place or on which the base points of the arc are accommodated.

In den durch die Schlitze begrenzten Leitern des Spulenkörpers bildet sich für die einzelnen Teilströme ein Verlauf der Stromlinien aus, der sich auf ein Minimum des Spannungsabfalls einstellt. Die einzelnen Stromlinien werden bei konstanten Querschnitten also die kürzeste Länge anstreben. Die resultierende Stromrichtung folgt in den Leitern aus diesem Grund nicht mehr der Richtung der Schlitze, sondern nimmt gegenüber Kontaktachse einen kleineren Winkel ein. Diese Tendenz gilt vor allem bei einer relativ kleinen Anzahl von Schlitzen, z.B. 4 bis 8 und bei Leitern mit relativ großer Höhe des Leiterquerschnitts.In the conductors of the coil former delimited by the slots, a flow of the current lines is formed for the individual partial currents, which is set to a minimum of the voltage drop. With constant cross sections, the individual streamlines will therefore strive for the shortest length. For this reason, the resulting current direction no longer follows in the conductors the direction of the slots, but takes up a smaller angle with respect to the contact axis. This tendency applies in particular to a relatively small number of slots, for example 4 to 8, and to conductors with a relatively large conductor cross-section.

Die erwähnte Richtungsänderung hat neben einer ungleichmäßigen Stromverteilung in dem Spulenkörper auch eine Verminderung der azimutalen Stromkomponente in dem zylindrischen Teil und somit eine Verringerung der magnetischen Felddichte zur Folge.In addition to an uneven current distribution in the coil former, the change in direction mentioned also results in a reduction in the azimuthal current component in the cylindrical part and thus a reduction in the magnetic field density.

Werden zwei der bekannten Schaltkontakte ähnlich DAS 11 96 751, insbesondere Figur 3 mit gegenüber der Schalterachse entgegengesetzt geneigter Schlitzung bei Vakuumschaltern mit einem rotierenden Lichtbogen eingesetzt, so ergibt sich ebenfalls durch den schon beschriebenen Effekt eine Schwächung des von den Kontakten induzierten Magnetfeldes. Daraus resultiert in diesem Fall eine Schwächung des den Lichtbogen zur Rotation zwingenden radial gerichteten Magnetfeldes.If two of the known switch contacts similar to DAS 11 96 751, in particular FIG. 3 with slits oppositely inclined with respect to the switch axis, are used in vacuum switches with a rotating arc, the effect already described also results in a weakening of the magnetic field induced by the contacts. In this case, this results in a weakening of the radially directed magnetic field which forces the arc to rotate.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schaltkontakt mit schräg geschlitzten Spulenkörpern so auszubilden, daß sich in seinen Windungsquerschnitten eine gleichmäßige Stromdichte bei einer mit der Schlitzneigung weitgehend übereinstimmenden, resultierenden Stromrichtung ergibt. Mit diesen Schaltkontakten soll sowohl bei Kontaktanordnungen mit derselben Schlitzrichtung für beide Schaltkontakte, als auch bei solchen mit entgegengesetzt geneigten Schlitzen im Lichtbogenbereich ein Magnetfled mit maximaler Wirksamkeit bei minimaler Verlustenergie für die geschlossenen Kontakte erzeugt werden. Die gestellte Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Patentanspruchs gelöst. Die angestrebte Stromverteilung und Stromrichtung in den Windungen des Spulenkörpers wird dabei durch geeignete Ausbildungen des Kontaktbodens erzeugt.The invention has for its object to form a switch contact with obliquely slotted bobbins so that there is a uniform current density in its winding cross-sections with a resulting current direction largely coinciding with the slot tendency. With these switching contacts, both with contact arrangements with the same slot direction for both switching contacts and with such oppositely inclined slots in the arc area, a magnetic flux with maximum effectiveness with minimum loss energy can be generated for the closed contacts. The object is achieved by the characterizing features of the first claim. The desired current distribution and current direction in the turns of the coil body is generated by suitable designs of the contact base.

Dabei können dessen Abschnitte in radialer Richtung aus Querschnitten unterschiedlicher Dicke gebildet sein, sie können auch zum Beispiel durch Löcher oder Durchbrüche in Unterabschnitte mit unterschiedlicher Breite unterteilt sein.Its sections can be formed in the radial direction from cross sections of different thicknesses, they can also be divided into sub-sections with different widths, for example, by holes or openings.

Die Anbringung von Löchern im Kontaktboden von Topfkontakten ist bereits aus der GB-PS 10 85 902 bekannt. Dort sind mehrere Löcher konzentrisch zum Kontaktmittelpunkt angeordnet, sie dienen dabei der Druckentlastung des Kontaktbereichs bei der Unterbrechung stromstarker Störungen. Eine weitere Verbesserung der Stromverteilung stellt die Unterteilung der Kontaktplatte in eine Vielzahl von einzeln gefederten Unterabschnitten nach dem deutschen Patent (Patentanmeldung P 38 28 556) dar. Sie stellt in Kombination mit den Maßnahmen am Kontaktboden eine gleichmäßige Stromverteilung in den Windungen des Spulenkörpers auch in der Nähe der Anschlußstellen zur Kontaktplatte sicher. Auf Grund der vielen parallel geschalteten Kontaktstellen reduziert sich auch der Gesamtwiderstand und somit die Verlustleistung des Vakuumschalter.The provision of holes in the contact base of pot contacts is already known from GB-PS 10 85 902. There, several holes are arranged concentrically to the center of the contact. A further improvement in the current distribution is the subdivision of the contact plate into a multiplicity of individually sprung subsections according to the German patent (patent application P 38 28 556). In combination with the measures on the contact base, it also provides a uniform current distribution in the turns of the coil body in the Close proximity of the connection points to the contact plate. Due to the many contact points connected in parallel, the total resistance and thus the power loss of the vacuum switch is reduced.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.

Zum besseren Verständnis des Erfindungsgedankens wird aus die Zeichnungen und die zugehörigen Beschriebungen verwiesen, in denen folgendes dargestellt ist:

Figur 1 Ansicht einer Kontaktanordnung mit den beiden Schaltkontakten in geöffnetem Zustand, der untere Schaltkontakt ist nach K-L geschnitten.
Figur 2a Abwicklung eines wendelförmigen Leiters und des zugehörigen Abschnitts des Kontaktbodens eines Schaltkontakts nach dem Stand der Technik;Verlauf der Stromlinien.
Figur 2b Abwicklung eines wendelförmigen Leiters und des zugehörigen Abschnitts des Kontaktbodens eines Schaltkontakts nach den Merkmalen der Erfindung;Verlauf der Stromlinien.
Figur 3 Schnitt E-F durch Spulenkörper, Ansicht auf die Innenseite des Kontaktbodens des Schaltkontakts 2.
Figur 4 Druntersicht unter Kontaktboden des Schaltkontakts 2;Unterteilung der Abschnitte durch Lochreihen.
Figur 5 Ansicht eines Schaltkontaktes, im Mittelteil ist der Spulenkörper aufgebrochen und der dahinter liegende Teil des Kontaktbodens geschnitten.
Figur 6 Querschnitt durch einen Schaltkontakt mit Vertiefungen und Sacklöchern im Kontaktboden.
Figur 7 Schnitt G-H durch einen Schaltkontakt mit einem Stützkörper.
Figur 8 Ansicht A auf Kontaktplatte.
Figur 9 Stützkörper (Draufsicht).
Figur 10 Schaltkontakt mit äußerem Stützring.
Figur 11 Kontaktpaar für Vakuumschalter mit radial gerichtetem Magnetfeld.

For a better understanding of the inventive concept, reference is made to the drawings and the associated descriptions, in which the following is shown:

Figure 1 view of a contact arrangement with the two switch contacts in the open state, the lower switch contact is cut according to KL.
Figure 2a development of a helical conductor and the associated section of the contact base of a switching contact according to the prior art; course of the streamlines.
Figure 2b development of a helical conductor and the associated section of the contact bottom of a switching contact according to the features of the invention; course of the streamlines.
FIG. 3 section EF through coil former, view of the inside of the contact base of the switching contact 2.
Figure 4 underside under the contact bottom of the switching contact 2; subdivision of the sections by rows of holes.
Figure 5 View of a switching contact, the coil body is broken open in the central part and the part of the contact base lying behind it is cut.
Figure 6 cross section through a switch contact with depressions and blind holes in the contact base.
Figure 7 section GH through a switch contact with a support body.
Figure 8 View A on contact plate.
Figure 9 support body (top view).
Figure 10 switch contact with outer support ring.
Figure 11 Pair of contacts for vacuum switches with a radially directed magnetic field.

In Figur 1 sind die beiden Schaltkontakte 1,2 in der geöffneten Stellung des Vakuumschalters gezeigt. Der Einbau der Kontakte in eine Vakuumschaltkammer ist nicht angegeben, da dabei nichts Erfindungswesentliches zu beschrieben ist. Zur Stromführung ist jeder der Schaltkontakte 1,2 mit einem Kontaktbolzen 3 verbunden. Jeder Schaltkontakt besteht aus dem Spulenkörper 4, der über den Kontaktboden 5 jeweils mit einem Kontaktbolzen 3 in stromleitender Verbindung steht. Stirnseitig ist der Spulenkörper 4 mit der Kontaktplatte 7 stoffschlüssig verbunden. Jeder Spulenkörper 4 ist durch schräge, unter dem Winkel α gegen die Kontaktachse geneigte Schlitze 8 in eine Reihe von wendelförmigen Leitern 9 unterteilt. Diese Leiter sind bezüglich des Kontaktbodens 5 für den Stromfluß zueinander parallel geschaltet und werden im Betriebszustand bzw. bei der Unterbrechung eines Lichtbogens LI von einem Teil i_n des Gesamtstromes I durchflossen. Würden keine besonderen Maßnahmen zur Ausrichtung der Stromanteile in den einzelnen wendelförmigen Leitern 9 getroffen, so würde sich der resultierende Stromanteil i $\binom{′}{n}$

auf den minimalen Spannungsabfall einstellen und gegenüber der Kontaktachse einen sehr kleinen Winkel α′ einnehmen. Da die daraus abgeleitete azimutale Komponente des Stromanteils i

\binom{′}{n}

jedoch sehr gering ist, ergibt sich in diesem Fall auch eine sehr geringe Durchflutung
zur Erzeugung des mit den einzelnen Kontakten verketteten Magnetfeldes.In Figure 1, the two

switching contacts

1, 2 are shown in the open position of the vacuum switch. The installation of the contacts in a vacuum interrupter is not specified, since nothing essential to the invention is described. Each of the

switching contacts

1, 2 is connected to a contact pin 3 for carrying current. Each switch contact consists of the coil body 4, which is in current-conducting connection with the contact base 5 with a contact pin 3. The coil body 4 is integrally connected to the contact plate 7 on the end face. Each coil former 4 is divided into a series of helical conductors 9 by oblique slots 8, which are inclined at an angle α relative to the contact axis. These conductors are connected in parallel to each other with respect to the contact base 5 for current flow and are in the operating state or during the interruption of an arc LI of a part i _n the total current I flowing through it. If no special measures were taken to align the current components in the individual helical conductors 9, the resulting current component would i

\binom{′}{n}

adjust to the minimum voltage drop and take a very small angle α 'with respect to the contact axis. Since the azimuthal component of the current component i

\binom{′}{n}

but is very low, there is also very little flooding in this case
to generate the magnetic field linked to the individual contacts.

Da in Figur 1 die Schlitze 8 in den beiden Schaltkontakten 1 und 2 unter demselben Winkel α gegen die Kontaktachse geneigt sind, entsteht für die gesamte Kontaktanordnung ein Axialfeld. Auf Grund der geänderten Richtung des resultierenden Stromanteils i $\binom{′}{n}$

würde der Schalter nicht mehr in der Lage sein, große Kurzschlußströme problemlos zu unterbrechen.Since in FIG. 1 the slots 8 in the two

switching contacts

1 and 2 are inclined at the same angle α relative to the contact axis, an axial field is created for the entire contact arrangement. Due to the changed direction of the resulting current component i

\binom{′}{n}

the switch would no longer be able to easily interrupt large short-circuit currents.

Die Figur 2a zeigt einen solchen Stromverlauf in der Abwicklung. Man erkennt die große Stromliniendichte mit relativ steil nach oben gerichteten Stromlinien SL′, aus denen der resultierende Anteil i $\binom{′}{n}$

mit dem kleinen Winkel α′ gegenüber der Kontaktachse entsteht. Diese Stromlinien bilden eine kurze Verbindung zwischen den Kontaktbolzen 3 und der Stirnseite des wendelförmigen Leiters 9.FIG. 2a shows such a current profile in the settlement. You can see the large streamline density with relatively steep upward streamlines SL ', from which the resulting portion i

\binom{′}{n}

with the small angle α 'with respect to the contact axis. These streamlines form a short connection between the contact bolts 3 and the end face of the helical conductor 9.

Durch die erfindungsgemäße Ausführung des Kontaktbodens 5 wird in dessen Abschnitt 12 und im wendelförmigen Leiter 9 nach Figur 2b besonders in der Nähe des Kontaktbodens 5 eine annähernd gleichmäßige Verteilung der Stromlinien SL1, SL2 usw. erzwungen.The inventive design of the contact base 5 in its section 12 and in the helical conductor 9 according to FIG. 2b, particularly in the vicinity of the contact base 5, forces an approximately uniform distribution of the current lines SL1, SL2 etc.

Der dabei entstehende resultierende Stromanteil i_n ist gegen die Kontaktachse unter Winkel α geneigt, der nur geringfügig vom Neigungswinkel α der Schlitze 8 abweicht.The resulting current component i _n is at an angle to the contact axis α inclined, which deviates only slightly from the angle of inclination α of the slots 8.

Im linken Teil der Schaltkontakte 1 und 2 nach Figur 1 sind die Stromanteile i₁, i₂, i₃ dargestellt, die gegenüber der Kontaktachse annähernd unter dem Winkel α geneigt sind und mit denen ein wirksames Magnetfeld erzeugt wird. Ihre Stromrichtung kann durch eine der erfindungsgemäßen Ausbildungen des Kontaktbodens 5 eingestellt werden.In the left part of the switching contacts 1 and 2 according to Figure 1, the current components i₁, i₂, i₃ are shown, which are inclined approximately at the angle α with respect to the contact axis and with which an effective magnetic field is generated. Their current direction can be set by one of the designs of the contact base 5 according to the invention.

In den Figuren 3, 4 und 5 sind Beispiele für eine wirkungsvolle Steuerung der Stromanteile dargestellt. Demnach ist der Kontaktboden 5 durch vorzugsweise radiale Schlitzung 10 in eine der Leiteranzahl im Spulenkörper 4 entsprechende Anzahl von sektorförmigen Anteilen 12 aufgeteilt. In den Figuren 1, 3 und 4 sind beispielsweise vier Abschnitte 12 vorgesehen. Jeder Abschnitt 12 ist durch eine besondere Formgebung in Unterabschnitte 18 unterteilt, die in Stromflußrichtung, also zwischen dem Kontaktbolzen 3 und dem Spulenkörper 4 unterschiedliche Widerstände aufweisen. Dies kann nach Figur 3 für den Schaltkontakt 2 durch sich in radialer Richtung erstreckende Durchbrüche 13a und 13b geschehen.Figures 3, 4 and 5 show examples of effective control of the current components. Accordingly, the contact base 5 is divided by a preferably radial slot 10 into a number of sector-shaped portions 12 corresponding to the number of conductors in the coil former 4. For example, four sections 12 are provided in FIGS. 1, 3 and 4. Each section 12 is divided by a special shape into subsections 18 which have different resistances in the direction of current flow, that is to say between the contact pin 3 and the coil former 4. According to FIG. 3, this can be done for the switching contact 2 by openings 13a and 13b extending in the radial direction.

Diese Durchbrüche sind so gestaltet, daß zwischen dem Kontaktbolzen 3 und dem Übergangsbereich zum Spulenkörper 4 ein Streifen mit der größten Breite und somit dem kleinsten Widerstand für den Stromanteil i₁ auftritt.These breakthroughs are designed so that between the contact pin 3 and the transition region to the coil body 4, a strip with the greatest width and thus the smallest resistance for the current component i 1 occurs.

In Figur 2b kann man erkennen, daß dieser Stromanteil symbolisch durch die 3 Stromlinien SL1 bis SL3 dargestellt ist, die in ihrer Verlängerung etwa parallel zum Schlitz 8 im wendelförmigen Leiter 9 zur Kontaktseite geführt werden. Nach dem schmalen Durchbruch 13b folgt der etwas schmalere Streifen für den Stromanteil i₂, der in Figur 2b symbolisch durch die beiden Stromlinien SL₄, SL₅ dargetellt ist und deren Verlängerung einen etwas geringeren Neigungswinkel gegenüber der Kontaktachse aufweist. Der mittlere Streifen ist durch den breiten Durchbruch 13a vom rechten, schmalen Streifen in Figur 2b getrennt, in dem der Stromanteil i₃, symbolisiert als eine Stromlinie SL6, fließt. Durch die geschilderte Stromaufteilung wird im wendelförmigen Leiter 9 ein resultierender Strom i_n erzeugt, dessen Neigungswinkel α nur geringfügig kleiner als α ist.In Figure 2b it can be seen that this current component is symbolically represented by the 3 streamlines SL1 to SL3, which are extended approximately parallel to the slot 8 in the helical conductor 9 to the contact side. After the narrow opening 13b follows the somewhat narrower strip for the current component i₂, which is symbolically represented in FIG. 2b by the two streamlines SL₄, SL₅ and whose extension has a somewhat smaller angle of inclination compared to that Has contact axis. The middle strip is separated by the wide opening 13a from the right, narrow strip in Figure 2b, in which the current portion i₃, symbolized as a streamline SL6, flows. The current distribution described produces a resulting current i _n in the helical conductor 9, the angle of inclination thereof α is only slightly smaller than α.

Nach Figur 4 kann die Aufteilung der Kontaktbodenabschnitte 12 des Schaltkontakts 2 in Unterabschnitte 18 mit unterschiedlichen Breiten und steigenden Widerständen auch durch die Anbringung von analog zu den Durchbrüchen 13a, 13b angeordneten Löchern 14 mit gestaffelten Durchmessern D erfolgen.According to FIG. 4, the division of the contact base sections 12 of the switching contact 2 into subsections 18 with different widths and increasing resistances can also be carried out by making holes 14 with staggered diameters D arranged analogously to the openings 13a, 13b.

In Figur 5 ist eine weitere Möglichkeit angedeutet, nach der man die beabsichtigte Stromverteilung in den wendelförmigen Leitern 9 in besonders einfacher Weise herstellen kann. Dazu wird in jedem Abschnitt 12 zwischen dem Übergangsbereich und dem Kontaktbolzen 3 der Kontaktboden 5 mit unterschiedlicher Dicke ausgebildet. Die volle Dicke d ist dabei an der Seite des Abschnitts 12 vorgesehen, an der der Schlitz 10 im Kontaktboden 5 under dem Komplementärwinkel 90-α in den Spulenkörper 4 als Schlitz 8 übergeht. Von dort aus verjüngt sich die Dicke des Kontaktbodens 5 bis zum nächsten Schlitz 10 auf einen Bruchteil ihres vollen Wertes.A further possibility is indicated in FIG. 5, according to which the intended current distribution in the helical conductors 9 can be produced in a particularly simple manner. For this purpose, the contact base 5 with different thickness is formed in each section 12 between the transition region and the contact pin 3. The full thickness d is provided on the side of the section 12 at which the slot 10 in the contact base 5 passes under the complementary angle 90-α into the coil former 4 as slot 8. From there, the thickness of the contact base 5 tapers to the next slot 10 to a fraction of its full value.

Nach einem weiteren Mermal der Erfindung können die Schlitze, Durchbrüche und Löcher im Kontaktboden 5 auch als Vertiefungen oder Sacklöcher ausgebildet sein. Nach Figur 6 ist auf der linken Seite eine Vertiefung 26 und auf der rechten Seite des Kontakts eine Reihenfolge von zwei Sacklöchern 27 mit nach außen größer werdendem Durchmesser dargestellt. Mit dieser Formgebung kann eine Stromverteilung ähnlich der Kontaktausführung nach den Figuren 3 und 4 erzielt werden, vor allem dann, wenn die Tiefe t relativ zur Dicke d groß ist. Durch die stehengebliebenden Bodenflächen 28 erfolgt zusätzlich eine Versteifung des Kontaktbodens 5.According to a further aspect of the invention, the slots, openings and holes in the contact base 5 can also be designed as depressions or blind holes. According to FIG. 6, a recess 26 is shown on the left-hand side and a sequence of two blind holes 27 with an increasing diameter is shown on the right-hand side of the contact. With this shape, a current distribution similar to the contact design according to FIGS. 3 and 4 can be achieved, especially if the depth t is large relative to the thickness d. The standing floor surfaces 28 additionally stiffen the contact floor 5.

Nach einem weiteren Mermal der Erfindung kann eine in Unterabschnitte 18 unterteilte Kontaktplatte 7 einen wesentlichen Beitrag zur gleichmäßigen Stromverteilung in den wendelförmigen Leiter 9 bilden. Dies gilt insbesondere dann, wenn die einzelnen Unterabschnitte 18 durch einen Stützkörper mit den jeweiligen Unterabschnitten des Gegenkontakts in der Betriebsstellung des Schalters zur Berührung gebracht werden. In Figur 7 ist der Schnitt durch einen solchen Schaltkontakt angegeben. Dabei sind der Kontaktboden 5 und der Spulenkörper 4 so ausgeführt, wie im vorangegangenen Teil der Beschreibung angegeben. Nach Figur 7 ist auf der Stirnseite des Spulenkörpers eine Kontaktplatte vorgesehen, die gemäß Figur 8 durch eine Schlitzung 11 in Abschnitte 17 unterteilt ist. Diese Unterteilung stimmt mit der im Kontaktboden überein, so daß in jeden Abschnitt 17 ein wendelförmiger Leiter 9 des Spulenkörpers 4 einmündet. Zur aufgabengamäßen Erzielung einer gleichmäßigen Stromverteilung in den wendelförmigen Leitern 9 sind die Abschnitte 17 in eine möglichst große Anzahl von Unterabschnitten 18 durch entsprechende Schlitzung 11 geteilt.Zusätzlich ist nach Figur 7 ein Stützkörper 21 vorgesehen, der die einzelnen Unterabschnitte 18 der Kontaktplatte 7 federnd unterstützt. Dies wird besonders wirkungsvoll durch eine Schlitzung 24 an der oberen Stirnfläche 22b des Stütskörpers 21 erreicht. Durch dies Schlitzung, die sich übrigens mit denSchlitzen 11 in der Kontaktplatte deckt, wird die beabsichtigte elastische Wirkung auf jeden einzelnen Unterabschnitt 18 ausgeübt. Der Stützkörper 21 hat sein Widerlager in der Stirnfläche 22a, die zweckmäßiger Weise an der Innenseite des Kontaktbodens 5 angebracht ist. Durch die nochmalige Unterteilung der Kontaktplatte 7 in Unterabschnitte 18 wird erreicht, daß die einzelnen Stromfäden SL1 bis SL6 nach Figur 2b am oberen Ende des Spulenkörpers nicht geringfügig zusammenlaufen, sondern weiterhin einen parallelen Verlauf bis in die angesprochenen Unterabschnitte 18 der Kontaktplatte aufweisen. Der resultierende Stromanteil i_n ist dann parallel zu den Schlitzen 8 im Spulenkörper ausgerichtet.According to a further aspect of the invention, a contact plate 7 divided into subsections 18 can make a substantial contribution to the uniform current distribution in the helical conductor 9. This applies in particular when the individual subsections 18 are brought into contact with the respective subsections of the counter-contact in the operating position of the switch by a support body. FIG. 7 shows the section through such a switch contact. The contact base 5 and the coil body 4 are designed as indicated in the previous part of the description. According to FIG. 7, a contact plate is provided on the end face of the coil former, which is subdivided into sections 17 by a slot 11 according to FIG. This division coincides with that in the contact base, so that a helical conductor 9 of the coil body 4 opens into each section 17. In order to achieve a uniform current distribution in the helical conductors 9, the sections 17 are divided into the largest possible number of subsections 18 by means of corresponding slits 11. In addition, a support body 21 is provided according to FIG. This is achieved particularly effectively by a slit 24 on the upper end face 22b of the support body 21. This slit, which incidentally coincides with the slits 11 in the contact plate, makes the intended elastic effect on each individual subsection 18 exercised. The support body 21 has its abutment in the end face 22 a, which is expediently attached to the inside of the contact base 5. The further subdivision of the contact plate 7 into subsections 18 ensures that the individual current threads SL1 to SL6 according to FIG. 2b do not converge slightly at the upper end of the bobbin, but continue to run parallel to the subsections 18 of the contact plate mentioned. The resulting current component i _n is then aligned parallel to the slots 8 in the coil former.

Eine weitere Verbesserung der Stromverteilung in den wendel förmigen Leitern 9 kann dadurch erreicht werden, daß die Kontaktplatte nicht direkt auf der Stirnseite des Spulenkörpers 4, sondern auf einem dazwischen geschalteten Leitkörper 6 befestigt ist. Dieser Leitkörper wird erfindungsgemäß mit denselben Schlitzungen 11, wie die Kontaktplatte selbst versehen, so daß in ihm bereits die Struktur der Unterabschnitte zu erkennen ist. Bei Verwendung des Leitkörpers 6 kann der Außendurchmesser der Kontaktplatte 71) kleiner als der Außendurchmesser des Spulenkörpers ausgeführt werden. Auf diese Weise wird verhindert, daß einzelne Lichtbögen sich am äußeren Rand der Kontaktplatte 7 über längere Zeit aufhalten. Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Kontaktplatte 7 wird dadurch erreicht,
1) nach Figur 7
daß man an derem äußeren Teil einen konzentrischen Kontaktbereich 19 ausführt, der gegenüber dem darin eingeschlossenen Lichtbogenbereich 20 etwas hervorsteht. Durch diese Unterteilung wird eine gleichmäßige Kontaktberührung des Kontaktbereichs mit dem des zweiten Schaltkontakts herbeigeführt. Auf diese Weise entsteht auch ein genau definierter Übergangswiderstand in jedem Unterabschnitt 18.A further improvement in the current distribution in the helical conductors 9 can be achieved in that the contact plate is not fixed directly on the end face of the coil former 4, but on an intermediate conductor 6 connected between them. According to the invention, this guide body is provided with the same slots 11 as the contact plate itself, so that the structure of the subsections can already be seen in it. When using the guide body 6, the outer diameter of the contact plate 71) can be made smaller than the outer diameter of the coil body. In this way it is prevented that individual arcs are on the outer edge of the contact plate 7 for a long time. A further advantageous embodiment of the contact plate 7 is achieved
1) according to FIG. 7
that one carries out a concentric contact region 19 on the outer part thereof, which projects somewhat from the arc region 20 enclosed therein. This subdivision brings about a uniform contact of the contact area with that of the second switching contact. In this way, a precisely defined contact resistance is created in each subsection 18.

Anstelle des Stützkörpers 21 kann eine definierte Kontaktkraft N nach Figur 10 auch dadurch erreicht werden, daß man um die wendelförmigen Leiter 9 einen elastischen Stützring 25 anordnet. Dies ist vor allen Dingen nach Figur 10 für Kontakte mit sehr flach geführten Schlitzen 8 im Spulen-. körper günstig, d.h. dann, wenn der Neigungswinkel α der Schlitze gegenüber der Kontaktachse relativ groß ist. In solchen Fällen wird das unter der Wirkung der Kontaktkraft N erzeugte Drehmoment auf den Querschnitt 29 eine große Verdrillung der wendelförmigen Leiter 9 hervorrufen. Um den Verdrillwinkel γ nicht zu groß werden zu lassen, wird bei beginnender Verdrillung durch den elastischen Stützring 25 ein Gegendrehmoment auf den Querschnitt des Leiters 9 aufgebracht.Instead of the support body 21, a defined contact force N according to FIG. 10 can also be achieved by arranging an elastic support ring 25 around the helical conductor 9. This is above all according to Figure 10 for contacts with very flat slots 8 in the coil. body favorable, ie when the angle of inclination α of the slots relative to the contact axis is relatively large. In such cases, the torque generated under the action of the contact force N on the cross section 29 will cause a large twist of the helical conductors 9. In order not to let the twisting angle γ become too large, a counter torque is applied to the cross section of the conductor 9 by the elastic support ring 25 when twisting begins.

Der Stützring 25 kann zusätzlich in eine Vertiefung des Spulenkörpers 4 eingelassen sein, um die Kontaktplatte 7 gegen den Kontaktboden 5 abzustützen. Dann verhindert er auch im Falle einer Einschaltung eine Stauchung des Schaltkontakts unter gleichzeitiger Aufhebung des Abstands der Schlitze 8. Die wendelförmigen Leiter 9 würden sich dann berühren und der Stromfluß würde in axialer Richtung erfolgen.The support ring 25 can additionally be embedded in a recess in the coil body 4 in order to support the contact plate 7 against the contact base 5. Then, even in the event of a switch-on, it prevents compression of the switching contact while at the same time eliminating the spacing of the slots 8. The helical conductors 9 would then touch and the current flow would take place in the axial direction.

Bezugszeichen:Reference number:

1, 2 Schaltkontakt1, 2 switching contact
3 Kontaktbolzen3 contact bolts
4 Spulenkörper4 bobbins
5 Kontaktboden5 contact base
6 Leitkörper6 guiding bodies
7 Kontaktplatte7 contact plate
8 Schlitz im Spulenkörper8 slot in the bobbin
9 wendelförmiger Leiter9 helical conductor
10 Schlitz im Kontaktboden10 slot in the contact base
11 Schlitz im Leitkörper bzw. Kontaktplatte11 Slot in the guide body or contact plate
12 Abschnitt (des Kontaktbodens)12 section (of the contact base)
13a, 13b Durchbrüche13a, 13b breakthroughs
14 Loch14 holes
15 Übergangsbereich15 transition area
16 Bohrung16 hole
17 Abschnitt (Leitkörper,Kontaktplatte)17 section (guide body, contact plate)
18 Unterabschnitt18 subsection
19 Kontaktbereich (Kontaktplatte)19 contact area (contact plate)
20 Lichtbogenbereich (Kontaktplatte)20 arc area (contact plate)
21 Stützkörper21 support body
22a, 22b Stirnfläche22a, 22b end face
23 Mantelfläche23 lateral surface
24 Schlitzung im Stützkörper24 slits in the support body
25 Stützring25 support ring
26 Vertiefung26 deepening
27 Sackloch27 blind hole
28 Bodenfläche28 floor area
29 Querschnitt des wendelförmigen Leiters29 cross section of the helical conductor
30 Kontaktring30 contact ring

LI LichtbogenLI arc
I StromI current
i_n Stromanteil in einem wendelförmigen Leiteri _n Current component in a helical conductor
i₁, i₂, i₃ Stromaufteilungi₁, i₂, i₃ current distribution
d Dicke des Kontaktbodensd thickness of the contact base
α Neigungswinkel der Schlitzeα angle of inclination of the slots
γ Verdrillwinkelγ twist angle
0̸ Magnetfluß0̸ magnetic flux
K KraftK force

Claims

1. Schaltkontakt, der in einem Vakuum-Leistungsschalter mit einem zweiten, gegen den ersten axial verschiebbaren und ihn in der Betriebsstellung stirnseitig berührenden Schaltkontakt zusammenwirkt, und der aus folgenden Bauteilen besteht:
- einem den Schaltkontakt (1,2) tragenden und mit einem Kontaktbolzen (3) verbindenden Kontaktboden (5), der durch in etwa radial gerichtete Schlitze (10) in Abschnitte (12) unterteilt ist,
- einem hohlzylindrischen Spulenkörper (4), dessen Wandung zur Erzeugung eines Magnetfeldes durch unter einem Winkel (α) gegen die Kontaktachse geneigte Schlitze (8) in wenigstens zwei wendelförmige Seiten (9) unterteilt ist, von denen jeder mit einem Abschnitt (12) des Kontaktbodens (5) einen den Kontaktbolzen (3) mit der Stirnseite des Schaltkontakts (1,2) verbindenden Strompfad bildet, in dem der Stromtransport mittels Stromlinien unterschiedlicher Dichte und verschiedener Länge erfolgt,
dadurch gekennzeichnet,
daß Formgebund und/oder Unterteilung eines jeden Abschnitts (12) des Kontaktbodes (5) bei wenigstens annähernd gleicher Dichte der Stromlinien (SL₁, SL₂...) im Querschnitt (29) der wendelförmigen Leiter (9) in etwa gleiche elektrische Widerstände für diese Stromlinien erzeugt.1. Switching contact, which interacts in a vacuum circuit breaker with a second switching contact that can be axially displaced against the first and touches it in the operating position on the front side, and that consists of the following components:
a contact base (5) which carries the switching contact (1, 2) and connects to a contact pin (3) and which is divided into sections (12) by approximately radially directed slots (10),
- A hollow cylindrical bobbin (4), the wall for generating a magnetic field by at an angle (α) against the contact axis inclined slots (8) is divided into at least two helical sides (9), each with a section (12) of the Contact base (5) forms a current path connecting the contact pin (3) to the front side of the switching contact (1, 2), in which the current is transported by means of streamlines of different densities and different lengths,
characterized,
that shape and / or subdivision of each section (12) of the contact base (5) with at least approximately the same density of the streamlines (SL₁, SL₂ ...) in cross section (29) of the helical conductor (9) in approximately the same electrical resistances for this Streamlines created.

2. Schaltkontakt nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine quer zu den Stromlinien (SL₁,SL₂...) verlaufende Profilierung eines jeden Abschnitts (12) des Kontaktbodens (5), etwa in Trapezform, die Widerstände im umgekehrten Verhältnis der Längen der Stromlinien verändert.2. Switching contact according to claim 1,
characterized,
that a transverse to the streamlines (SL₁, SL₂ ...) profiling of each section (12) of the contact base (5), approximately in a trapezoidal shape, changes the resistances in the reverse ratio of the lengths of the streamlines.

3. Schaltkontakt nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Abschnitt (12) des Kontaktbodens (5) in wenigstens zwei Unterabschnitte (18) mit unterschiedlichem Widerstand für die Stromlinien unterteilt ist, wobei die Widerstände in Richtung der unter dem Winkel (α) wachsenden Höhe (H) des Leiterquerschnitts (29) zunehmen.3. Switching contact according to claim 1,
characterized,
that each section (12) of the contact base (5) is subdivided into at least two subsections (18) with different resistance for the streamlines, the resistances increasing in the direction of the height (H) of the conductor cross section (29) which increases under the angle (α) .

4. Schaltkontakt nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abschnitte (12) des Kontaktbodens (5) durch längliche, sich zum Mittelpunkt des Kontakts hin verjüngende Durchbrüche (13a,13b) unterschiedlicher Breite so unterteilt sind, daß in Richtung der zunehmenden Höhe (H) des Leiterquerschnitts Unterabschnitte (18) mit zunehmendem Widerstand entstehen.4. Switching contact according to claim 3,
characterized,
that the sections (12) of the contact base (5) are subdivided by elongated openings (13a, 13b) of different width tapering towards the center of the contact so that in the direction of the increasing height (H) of the conductor cross section, subsections (18) increase with increasing Resistance arise.

5. Schaltkontakt nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abschnitte (12) des Kontaktbodens (5) durch aneinander gereihte Löcher (14) mit sich in Richtung des Kontaktmittelpunkts verjüngendem Durchmesser (D) so unterteilt sind, daß in Richtung der zunehmenden Höhe (h) des Leiterquerschnitts Unterabschnitte (18) mit zunehmendem Widerstand entstehen.5. Switching contact according to claim 3,
characterized,
that the sections (12) of the contact base (5) are subdivided by lined-up holes (14) with a tapering diameter (D) in the direction of the contact center so that in the direction of the increasing height (h) of the conductor cross section, subsections (18) with increasing Resistance arise.

6. Schaltkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß anstelle der Schlitze (10), Durchbrüche (13a, 13b) oder Löcher (14) Vertiefungen (26) bzw.Sacklöcher (27) vorgesehen sind, deren Tiefe (t) einen wesentlichen Teil der Dicke (d) des Kontaktbodens (5) ausmachen.6. Switching contact according to one of claims 1 to 5,
characterized,
that instead of the slots (10), openings (13a, 13b) or holes (14) recesses (26) or blind holes (27) are provided, the depth (t) of which is a substantial part of the thickness (d) of the contact base (5) turn off.

7. Schaltkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Spulenkörper (4) durch eine Kontaktplatte (7) aus einem lichtbogenresistenten Werkstoff wenigstens im größten Teil der Stirnfläche abgeschlossen ist.7. Switching contact according to one of claims 1 to 6,
characterized,
that the coil former (4) is closed off by a contact plate (7) made of an arc-resistant material at least in the major part of the end face.

8. Schaltkontakt nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Spulenkörper (4) durch einen Leitkörper (6) aus elektrisch gut leitendem Werkstoff abgeschlossen ist, auf dem eine Kontaktplatte (7) stoffschlüssig angebracht ist, wobei deren Außendurchmesser vorzugsweise kleiner als der Durchmesser des Spulenkörpers (4) ist.8. Switching contact according to claim 7,
characterized,
that the coil body (4) is closed by a guide body (6) made of electrically good conductive material, on which a contact plate (7) is integrally attached, the outer diameter of which is preferably smaller than the diameter of the coil body (4).

9. Schaltkontakt nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kontaktplatte (7) und gegebenenfalls der Leitkörper (6) durch Schlitze (11) in abschnitte (17) unterteilt sind, in die jeweils das stirnseitige Ende je eines wendelförmigen Leiters (9) einmündet.9. Switching contact according to claim 7 or 8,
characterized,
that the contact plate (7) and optionally the guide body (6) are divided by slots (11) into sections (17), in each of which the front end of a helical conductor (9) opens.

10. Schaltkontakt nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abschnitte (17) der Kontaktplatte (7) in Unterabschnitte (18) unterteilt sind, die in axialer Richtung elastisch verformbar sind.10. Switching contact according to claim 9,
characterized,
that the sections (17) of the contact plate (7) are divided into subsections (18) which are elastically deformable in the axial direction.

11. Schaltkontakt nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kontaktplatte (7) in jedem Unterabschnitt (18) einen Kontaktbereich (19), über den alle Ströme in der Betriebsstellung des Schalters fließen, und einen zusätzlichen Lichtbogenbereich (20), der genenüber dem Kontaktbereich (19) versenkt ist, aufweist.11. Switching contact according to claim 10,
characterized,
that the contact plate (7) in each subsection (18) has a contact area (19) over which all currents flow in the operating position of the switch, and an additional arcing area (20) which is genetically recessed over the contact area (19).

12. Schaltkontakt nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kontaktbereich (19) sich von der äußeren Begrenzung der Kontaktplatte (7) nach innen erstreckt.12. Switching contact according to claim 11,
characterized,
that the contact area (19) extends inward from the outer boundary of the contact plate (7).

13. Schaltkontakt nach den Ansprüchen 8 und 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Innendurchmesser des Leitkörpers (6) gleich oder kleiner als die innere Begrenzung des Kontaktbereichs ist.13. Switching contact according to claims 8 and 12,
characterized,
that the inner diameter of the guide body (6) is equal to or smaller than the inner limit of the contact area.

14. Schaltkontakt nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kontaktbereiche (19) des einen Schaltkontakts (1) in der Betriebsstellung mit denen des anderen Schaltkontakts (2) in etwa in Berührung stehen.14. Switching contact according to one of claims 11 to 13,
characterized,
that the contact areas (19) of one switching contact (1) in the operating position are approximately in contact with those of the other switching contact (2).

15. Schaltkontakt nach einem der Ansprüche 10 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Stützkörper (21) vorgesehen ist, der in axialer Richtung eine Federwirkung aufweist und jeden Unterabschnitt (18) der Kontaktplatte (7) einzeln beaufschlagt.15. Switching contact according to one of claims 10 to 14,
characterized,
that a support body (21) is provided which has a spring action in the axial direction and acts individually on each subsection (18) of the contact plate (7).

16. Schaltkontakt nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stützkörper (21) ringförmig ausgebildet ist und sich mit einer Stirnfläche (22a) auf dem Kontaktboden 5 abstütze, während die andere Stirnfläche (22b) eine bis in die Mantelfläche (23) reichende Schlitzung (24) aufweist und in eine der Anzahl der Unterabschnitte (18) der Kontaktplatte (7) entsprechende Zahl von Zungen unterteilt ist, von denen jede einen Unterabschnitt (18) beaufschlagt.16. Switching contact according to claim 15,
characterized,
that the support body (21) is annular and is supported with an end face (22a) on the contact base 5, while the other end face (22b) has a slot (24) extending into the lateral surface (23) and one of the number of Sub-sections (18) of the contact plate (7) corresponding number of tongues is divided, each of which acts on a subsection (18).

17. Schaltkontakt nach Anspruch 15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stützkörper (21) aus einem elektrisch und magnetisch schlecht leitendem Werkstoff besteht.17. Switching contact according to claim 15 or 16,
characterized,
that the support body (21) consists of an electrically and magnetically poorly conductive material.

18. Schaltkontakt nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der äußerre Mantel des Spulenkörpers (4) von einem anliegenden, elastischen Stützring (25) umgeben ist, der eine Verdrillung (γ) der wendelförmigen Leiter (9) im eingeschalteten Zustand des Vakuumschalters begrenzt.18. Switching contact according to claim 1,
characterized by
that the outer jacket of the bobbin (4) is surrounded by an adjacent elastic support ring (25) which limits twisting (γ) of the helical conductor (9) when the vacuum switch is switched on.

19. Schaltkontakt nach Anspruch 18
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stützring (25) die Bewegung der Kontaktplatte (7) gegen den Kontaktboden (5) in axialer Richtung begrenzt.19. Switching contact according to claim 18
characterized by
that the support ring (25) limits the movement of the contact plate (7) against the contact base (5) in the axial direction.

20. Vakuum-Leistungsschalter mit einem Paar Schaltkontakte (1,2) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, bei denen die Schlitzung der beiden Spulenkörper (4) unter dem gleichen Winkel (α) gegen die Achse geneigt ist und mit denen im Kontaktspalt ein achsiales Magnetfeld induzierbar ist.20. Vacuum circuit breaker with a pair of switching contacts (1, 2) according to one of claims 1 to 19, in which the slitting of the two coil formers (4) is inclined at the same angle (α) against the axis and with those in the contact gap axial magnetic field is inducible.

21. Schaltkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Spulenkörper (4) des Schaltkontakts (1) an der Stirnseite einen durchgehenden Kontaktring (30) aus einem lichtbogenresistenten Werkstoff trägt, dessen Außen- und Innendurchmesser mit denen des Spulenkörpers (4) in etwa übereinstimmt.21. Switching contact according to one of claims 1 to 6,
characterized by
that the coil body (4) of the switching contact (1) carries a continuous contact ring (30) made of an arc-resistant material on the front side, the outer and inner diameters of which coincide approximately with those of the coil body (4).

22. Vakuum-Leistungsschalter mit einem Paar Schaltkontakte nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und 21, bei denen die Schlitzung der beiden Spulenkörper (4) untereinander zu 180 ° ergänzenden Winkeln gegen die Achse geneigt ist und mit denen im Kontaktspalt ein radial gerichtetes Magnetfeld induzierbar ist.22. Vacuum circuit breaker with a pair of switching contacts according to one of claims 1 to 6 and 21, in which the slitting of the two coil formers (4) is inclined to one another at 180 ° additional angles against the axis and with which a radially directed magnetic field can be induced in the contact gap is.