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EP 0 162 801 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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01.07.1987 Patentblatt 1987/27 |
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Anmeldetag: 17.04.1985 |
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Internationale Patentklassifikation (IPC)4: H01H 33/66 |
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Kontaktanordnung für einen Vakuumschalter
Contact arrangement for a vacuum interrupter
Structure de contact pour un interrupteur sous vide
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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CH DE FR GB LI |
(30) |
Priorität: |
26.04.1984 DE 3415744
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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27.11.1985 Patentblatt 1985/48 |
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Anmelder: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT |
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80333 München (DE) |
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Erfinder: |
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- Zückler, Karl, Dr. rer. nat.
D-1000 Berlin 13 (DE)
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Entgegenhaltungen: :
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft eine Kontaktanordnung für einen Vakuumschalter mit zwei einander
axial gegenüberstehend angeordneten und relativ zueinander beweglichen Kontaktstücken,
wobei jedes Kontaktstück als Topfkontaktstück ausgebildet ist, dessen Wandung mit
schräg geneigten Schlitzen versehen ist, und jeder schräge Schlitz mit jeweils einem
weiteren Schlitz in einer Bodenplatte sowie mit jeweils einem zusätzlichen Schlitz
in einer auf der Wandung deckelartig aufliegenden Kontaktscheibe verbunden ist und
wobei ferner der schräge Schlitz zusammen mit dem zugeordneten weiteren Schlitz in
der Bodenplatte in jeweils einer Ebene verläuft.
[0002] Bei einer derartigen, aus der DE-A- 32 27 482 bekannten Kontaktanordnung sind in
den Wandungen der beiden Kontaktstücke jeweils übereinstimmend geneigte schräge Schlitze
eingefräst, die sich bis in die Bodenplatte des jeweiligen Kontaktstückes erstrecken
und als weitere Schlitze in der Bodenplatte von deren Außenrand bis zu einem kreisförmigen
Bereich in ihrer Mitte verlaufen. Auf diese Weise unterteilen die Schlitze die jeweilige
Bodenplatte in Leitungssegmente, die sich vom Außenrand der Bodenplatte weitgehend
in radialer Richtung zu deren Zentrum hin erstrecken. Die auf der Wandung des jeweiligen
Kontaktstückes deckelartig aufliegende Kontaktscheibe ist durch im wesentlichen radial
verlaufende Schlitze ebenfalls in Leitungssegmente aufgeteilt, wobei der Verlauf der
zusätzlichen Schlitze lediglich in dem mit der Wandung des Kontaktstückes verbundenen
Randbereich der Kontaktscheibe geringfügig von der radialen Richtung abweicht, so
daß die zusätzlichen Schlitze in der Kontaktscheibe kontinuierlich in die zugeordneten
schrägen Schlitze in der Wandung übergehen. Der durch die Kontaktstücke fließende
Strom fließt daher durch die Leitungssegmente der Bodenplatte und der Kontaktscheibe
des jeweiligen Kontaktstückes nahezu in radialer Richtung auf die Wandung des Kontaktstückes
zu bzw. von dieser weg. In den Wandungen der Kontaktstücke wird der Strom infolge
der schrägen Schlitze derart umgelenkt, daß er eine in Umfangsrichtung der Kontaktstücke
fließende Stromkomponente erhält. Diese Stromkomponente erzeugt ein mit dem Strom
gleichphasiges Magnetfeld, das beide Kontaktstücke in axialer Richtung durchsetzt.
Beim Trennen der Kontaktstücke bewirkt das axiale Magnetfeld, daß der zwischen den
Kontaktstücken entstehende Lichtbogen diffus ist, was einen verringerten Abbrand der
Kontaktscheiben zufolge hat. Da der Neigungswinkel der schrägen Schlitze in den Wandungen
der Kontaktstücke durch deren äußere Abmessungen begrenzt ist, ist das in der bekannten
Kontaktanordnung erzeugte axiale Magnetfeld relativ schwach, so daß beim Abschalten
großer Ströme der Lichtbogen kontrahieren kann, was einen erhöhten Abbrand der Kontaktscheiben
zur Folge hat.
[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kontaktanordnung für einen Vakuumschalter
anzugeben, deren Kontaktstücke mit Schlitzen versehen sind, die sich nicht nur sehr
einfach herstellen lassen, sondern auch durch ihre Ausbildung in den Kontaktstücken
eine Erzeugung besonders starker Magnetfelder ermöglichen.
[0004] Zur Lösung dieser Aufgabe verläuft bei jedem Kontaktstück der Kontaktanordnung der
eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß jeder zusätzliche Schlitz in der Kontaktscheibe
jeweils geradlinig in der Ebene, in der der ihm jeweils zugeordnete schräge Schlitz
in der Wandung und weitere Schlitz in der Bodenplatte verläuft, wobei der betreffende
zusätzliche Schlitz in der Kontaktscheibe und der zugeordnete weitere Schlitz in der
Bodenplatte jeweils auf unterschiedlichen Seiten einer zu diesen Schlitzen parallelen,
radial ausgerichteten Ebene verlaufen.
[0005] Der Vorteil der erfindungsgemäßen Kontaktanordnung besteht darin, daß sowohl die
Bodenplatte als auch die Kontaktscheibe des jeweiligen Kontaktstückes durch die in
ihnen ausgebildeten weiteren und zusätzlichen Schlitze in derartige Leitungselemente
aufgeteilt werden, daß ein durch diese fließender Strom eine Stromkomponente in Umfangsrichtung
des Kontaktstückes erhält. Diese Stromkomponente bewirkt eine Verstärkung des durch
den Strom in der Wandung des Kontaktstückes erzeugten Magnetfeldes, wodurch beim Trennen
der Kontaktstücke eine verbesserte Löschung des dabei entstehenden Lichtbogens erreicht
wird. Dabei ist die in der Bodenplatte und der Kontaktscheibe des jeweiligen Kontaktstückes
in Umfangsrichtung fließende Stromkomponente und das von ihr erzeugte Magnetfeld um
so größer, je größer der Abstand ist, in dem die über jeweils einen schrägen Schlitz
miteinander in Verbindung stehenden weiteren und zusätzlichen Schlitze in der Bodenplatte
bzw. der Kontaktscheibe auf unterschiedlichen Seiten der radial ausgerichteten Ebene
parallel zu dieser verlaufen. Eine weitere Funktion der weiteren und zusätzlichen
Schlitze in der Bodenplatte und der Kontaktscheibe besteht darin, daß sie zur Verringerung
von Wirbelströmen in dem jeweiligen Kontaktstück beitragen.
[0006] Bei einem vorteilhaften Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Kontaktanordnung
wird bei jedem Kontaktstück in einem ersten Verfahrensschritt die jeweilige Kontaktscheibe
auf der Wandung befestigt; in einem zweiten Verfahrensschritt werden die schrägen
Schlitze in der Wandung und die mit ihnen jeweils in Verbindung stehenden weiteren
und zusätzlichen Schlitze in der Bodenplatte und der Kontaktscheibe in das jeweilige
Kontaktstück eingearbeitet. Auf diese Weise lassen sich die Kontaktstücke der erfindungsgemäßen
Kontaktanordnung besonders einfach und kostengünstig herstellen, indem die schrägen
Schlitze in der Wandung und die mit ihnen jeweils verbundenen weiteren und zusätzlichen
Schlitze in der Bodenplatte und der Kontaktscheibe in das betreffende Kontaktstück
eingesägt werden. Ein weiterer Vorteil dieses Herstellungsverfahrens besteht darin,
daß infolge der Herstellung der Schlitze nach der Befestigung der Kontaktscheiben
auf den Wandungen der Kontaktstücke die schrägen Schlitze in der Wandung jedes Kontaktstückes
ohne Bildung von Absätzen in die mit ihnen in Verbindung stehenden Schlitze der Kontaktscheibe
übergehen; ein derartig exakter Übergang ist dagegen bei einer getrennt ausgeführten
Schlitzung der Wandung und der Kontaktscheibe des jeweiligen Kontaktstückes nicht
zu erreichen.
[0007] Zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Kontaktanordnung und ihres Herstellungsverfahrens
ist in der Figur von oben nach unten eines der beiden Kontaktstücke in Unteransicht,
Seitenansicht und Draufsicht dargestellt.
[0008] Das gezeigte Kontaktstück der erfindungsgemäßen Kontaktanordnung ist als sogenanntes
Topfkontaktstück ausgeführt, das einen topfförmigen Kontaktträger 1 mit einer Bodenplatte
2 und einer hohlzylinderförmigen Wandung 3 aufweist. Um dieses besser darstellen zu
können, ist in der Figur bei dem in Seitenansicht dargestellten Kontaktstück ein Teilstück
herausgebrochen. Auf der Stirnseite der Wandung 3 liegt deckelartig eine an ihr befestigte
Kontaktscheibe 4 auf, die als Kreisscheibe mit einem abgeschrägten Außenrand und einer
erhabenen Kontaktfläche in ihrer Mitte ausgebildet ist. Die Kontaktscheibe 4 besteht
vorzugsweise aus einem Chrom-Kupfer-Verbundwerkstoff. Zwischen der Kontaktscheibe
4 und der Bodenplatte 2 ist im Inneren des Kontaktstückes ein nicht dargestelltes,
nichtleitendes Distanzstück aus vorzugsweise ferromagnetischem Material mit kleiner
Remanenz angeordnet. Das Kontaktstück ist im Bereich der Mitte der Bodenplatte 2 mit
einem Tragelement 5 in Form eines Trägerbolzens verbunden. Die Wandung 3 des Kontaktstückes
ist in Umfangsrichtung in regelmäßigen Abständen mit schrägen, jeweils übereinstimmend
zur Kontaktscheibe 4 geneigten Schlitzen 6 versehen. Die Bodenplatte 2 und die Kontaktscheibe
4 sind jeweils mit einer gleichen Anzahl weiterer Schlitze 7 bzw. zusätzlicher Schlitze
8 versehen, die sich jeweils vom Außenrand bis zu einem kreisförmigen Bereich in der
Mitte der Bodenplatte 2 bzw. der Kontaktscheibe 4 derart geradlinig erstrecken, daß
jeder schräge Schlitz 6 in der Wandung 3 mit jeweils einem der weiteren und zusätzlichen
Schlitze 7 und 8 in der Bodenplatte 2 und der Kontaktscheibe 4 verbunden ist und mit
diesen in einer Ebene verläuft; dabei sind der zusätzliche Schlitz 8 in der Kontaktscheibe
4 und der ihm zugeordnete weitere Schlitz 7 in der Bodenplatte 2 jeweils auf unterschiedlichen
Seiten einer zu diesen Schlitzen 7 und 8 parallelen, radial ausgerichteten Ebene 9
ausgebildet. Bei der erfindungsgemäßen Kontaktanordnung sind die schrägen Schlitze
6 in der Wandung 3 und die mit ihnen jeweils verbundenen weiteren und zusätzlichen
Schlitze 7 und 8 in der Bodenplatte 2 und der Kontaktscheibe 4 jeweils durch seitlich
in das jeweilige Kontaktstück eingeführte Sägeschnitte gebildet.
[0009] Mit den Pfeilen 10 ist der Stromfluß durch das Kontaktstück angedeutet. Der dem Kontaktstück
über das Tragelement 5 zugeführte Strom tritt in die Bodenplatte 2 des Kontaktstückes
ein und fließt in dieser von innen nach außen zu der Wandung 3. In der Wandung 3 fließt
der Strom in Richtung zu dem Randbereich der Kontaktscheibe 4, in der der Strom gesammelt
und der erhabenen Fläche in der Mitte der Kontaktscheibe 4 zugeführt wird, wo der
Strom aus dem Kontaktstück austritt. Durch die Anordnung der Schlitze 7, 6 und 8 in
der Bodenplatte 2, der Wandung 3 und der Kontaktscheibe 4 wird der durch das Kontaktstück
fließende Strom derart umgelenkt, daß er eine in Umfangsrichtung zu dem Kontaktstück
fließende Stromkomponente 11 erhält, die ein das Kontaktstück durchsetzendes Magnetfeld
12 erzeugt.
[0010] Bei der erfindungsgemäßen Kontaktanordnung ist dem dargestellten Kontaktstück ein
weiteres, nicht dargestelltes Kontaktstück axial gegenüber angeordnet, das unter der
Annahme, daß das dargestellte Kontaktstück feststehend ist, bis auf seine Bewegbarkeit
in axialer Richtung ebenso aufgebaut ist, wie das dargestellte feststehende Kontaktstück.
Der von dem feststehenden Kontaktstück auf das gegenüberliegende nicht dargestellte
bewegliche Kontaktstück übergehende Strom erzeugt in diesem ein Magnetfeld, das dem
von dem feststehenden Kontaktstück ausgehenden Magnetfeld gleichgerichtet ist und
mit diesem ein zwischen beiden Kontaktstücken axial ausgerichtetes Magnetfeld erzeugt.
1. Kontaktanordnung für einen Vakuumschalter mit zwei einander axial gegenüberstehend
angeordneten und relativ zueinander beweglichen Kontaktstücken, wobei jedes Kontaktstück
als Topfkontaktstück ausgebildet ist, dessen Wandung (3) mit schräg geneigten Schlitzen
(6) versehen ist, und jeder schräge Schlitz (6) mit jeweils einem weiteren Schlitz
(7) in einer Bodenplatte (2) sowie mit jeweils einem zusätzlichen Schlitz (8) in einer
auf der Wandung (3) deckelartig aufliegenden Kontaktscheibe (4) verbunden ist und
wobei ferner der schräge Schlitz (6) zusammen mit dem zugeordneten weiteren Schlitz
(7) in der Bodenplatte (2) in jeweils einer Ebene verläuft, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder zusätzliche Schlitz (8) in der Kontaktscheibe (4) jeweils geradlinig in
der Ebene verläuft, in der der ihm jeweils zugeordnete schräge Schlitz (6) in der
Wandung (3) und weitere Schlitz (7) in der Bodenplatte (2) verläuft, wobei der betreffende
zusätzliche Schlitz (7) in der Kontaktscheibe (4) und der zugeordnete weitere Schlitz
(8) in der Bodenplatte (2) jeweils auf unterschiedlichen Seiten einer zu diesen Schlitzen
(7, 8) parallelen, radial ausgerichteten Ebene (9) verlaufen.
2. Verfahren zur Herstellung einer Kontaktanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß bei jedem Kontaktstück in einem ersten Verfahrensschritt die jeweilige Kontaktscheibe
(4) auf der Wandung (3) befestigt wird und daß in einem weiteren Verfahrensschritt
die schrägen Schlitze (6) in der Wandung (3) und die mit ihnen jeweils in Verbindung
stehenden weiteren und zusätzlichen Schlitze (7, 8) in der Bodenplatte (2) und in
der Kontaktscheibe (4) in das jeweilige Kontaktstück eingearbeitet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schrägen Schlitze (6)
in der Wandung (3) und die weiteren und zusätzlichen Schlitze (7, 8) in der Bodenplatte
(2) und in der Kontaktscheibe (4) eingesägt werden.
1. A contact arrangement for a vacuum switch comprising two contact components which
are arranged axially opposite one another and are movable in relation to one another,
where each contact piece is a cup contact, the walls (3) of which are provided with
obliquely-inclined slots (6), and where each oblique slot (6) is connected to a further
slot (7) in a base plate (2) and to an additional slot (8) in a contact disc (4) which
rests on the walls (3) in the manner of a cover, and where moreover the oblique slot
(6) and its associated further slot (7) in the base plate (2) extend in one plane,
characterised in that each additional slot (8) in the contact disc (4) extends in
rectilinear fashion in the plane in which its associated, oblique slot (6) in the
walls (3) and the further slot (7) in the base plate (2) extend, where the respective
additional slot (7) in the contact disc (4) and the associated further slot (8) in
the base plate (2) each extend on different sides of a radial plane (9) which is parallel
to the slots (7, 8).
2. A process for the production of a contact arrangement as claimed in Claim 1, characterised
in that in each contact piece, in a first process step the respective contact disc
(4) is attached to the walls (3) and in a further process step for the respective
contact piece the oblique slots (6) are formed in the walls (3) and the further and
additional slots (7, 8) in the base plate (2) and the contact disc (4) respectively.
3. A process as claimed in Claim 2,
characterised in that the oblique slots (6) in the walls (3) and the further and additional
slots (7, 8) in the base plate (2) and in the contact disc (4) are sawn.
1. Dispositif de contact pour un interrupteur à vide comportant deux pièces de contact
disposées axialement en vis-à-vis et mobiles l'une par rapport à l'autre, et dans
lequel chaque pièce de contact est réalisée sous la forme d'une pièce de contact en
forme de pot dont la paroi (3) est munie de fentes obliques (6), et chaque fente oblique
(6) est reliée à une autre fente respective (7) ménagée dans une plaque de base (2)
ainsi qu'à une fente supplémentaire respective (8) ménagée dans un disque de contact
(4) reposant à la manière d'un couvercle sur la paroi (3), et dans lequel en outre
la fente oblique (6) ainsi que l'autre fente associée (7) ménagée dans la plaque de
base (2) s'étendent dans un plan respectif, caractérisé par le fait que chaque fente
supplémentaire (8) ménagée dans le disque de contact (4) s'étend respectivement avec
une forme rectiligne dans le plan dans lequel s'étendent la fente oblique (6) qui
lui est respectivement associée et se trouve ménagée dans la paroi (3), et l'autre
fente (7) qui est ménagée dans la plaque de base (2), la fente supplémentaire considérée
(7) ménagée dans le disque de contact (4) et l'autre fente associée (8) ménagée dans
la plaque de base (2) s'étendant respectivement sur des côtés différents d'un plan
radial (9), parallèle à ces fentes (7, 8).
2. Procédé pour fabriquer un dispositif de contact suivant la revendication 1, caractérisé
par le fait que pour chaque pièce de contact, lors d'une première phase opératoire,
on fixe le disque de contact respectif (4) à la paroi (3) et qu'au cours d'une seconde
phase opératoire, on forme par usinage, dans la pièce de contact respective, des fentes
obliques (6) situées dans la paroi (3) et les autres fentes et fentes supplémentaires
(7, 8), qui sont reliées respectivement aux précédentes, dans la plaque de base (2)
et dars le disque de contact (4).
3. Procédé suivant la revendication 2,
caractérisé par le fait qu'on aménage par sciage les fentes obliques (6) dans la paroi
(3) et les autres fentes et fentes supplémentaires (7, 8) dans la plaque de base (2)
et dans le disque de contact (4).