Schaltkontakt für eine Vakuumschaltröhre

Abstract

 Zur Erzeugung eines axialen Magnetfeldes über den Kontaktflächen in Vakuumschaltröhren werden hinter den Kontaktstücken Leiterschleifen angeordnet, die ähnlich einem Speichenrad aufgebaut sind. Um derartige Leiterschleifen mit geringem Querschnitt dimensionieren und dazu einfach herstellen zu können, wird vorgeschlagen, daß die Leiterschleifen (11, 12) zumindest annähernd kreissektorförmige Anschlüsse (6, 7) enthalten, daß diese Anschlüsse (6,7) in Stege (10) übergehen und daß in Umfangrichtung aufeinanderfolgende Anschlüsse (6, 7) abwechselnd mit der Stirnfläche eines Kontaktbolzens bzw. mit der Anschlußfläehe eines Kontaktstückes niederohmig elektrisch leitend verbunden sind.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schaltkontakt für eine Vakuumschaltröhre gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

[0002] Eine derartige Vakuumschaltröhre ist aus der US-PS 4 196 327 bekannt. Aus dieser Patentschrift sind im wesentlichen zwei Ausführungsformen zu entnehmen, von denen eine den Strom im Bereich des äußeren Umfanges in ein Kontaktstück übergehen läßt, während die zweite den Strom in die Nähe der Rotationsachse des Kontaktes zurückführt und dort in entsprechende Kontaktflächen des Kontaktstückes übergehen läßt.

[0003] Die erste der genannten Ausführungsformen, die den Strom im Bereich des äußeren Umfanges der Leiterschleife in das Kontaktstück übergehen läßt, ergibt eine vom Abstand des Lichtbogens vom Rand der Leiterschleife abhängige Feldstärke des axialen Magnetfeldes. Diese Ungleichmäßigkeit des Magnetfeldes ist nicht erwünscht. Die zweite Ausführungsform vermeidet diese Ungleichmäßigkeit des Magnetfeldes, ist aber relativ aufwendig in der Herstellung, da ein waagerechter Schlitz innerhalb eines Ringes hergestellt werden muß, wozu ein Spezialwerkzeug erforderlich ist. Diese Ausführungsform läßt andererseits eine Dimensionierung auf höchste Belastung des Werkstoffes nicht zu, da die zum Mittelpunkt des Ringes und damit zu den Kontaktflächen führenden Stege nur einen kleinen Teil der Höhe der Leiterschleifen im Bereich des Umfanges besitzen können. Eine sehr breite Ausführung der Stege würde die vom Axialfeld durchsetzte Fläche unzulässig verkleinern. Somit muß bei dieser Ausführungsform ein im Vergleich zur Leistung hches Gewicht der Leiterschleife in Kauf genommen werden. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schaltkontakt gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 einfacher herstellbar zu machen, die Leiterschleifen mechanisch stabil zu gestalten und dabei deren Gewicht bei gleicher Größe und Belastbarkeit des Kontaktstückes zu verkleinern und einen großen Teil der Kontaktfläche mit dem erzeugten Axialfeld zu erfassen.

[0004] Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst. Durch die über die Stirnfläche des Kontaktbolzens bzw. über eine entsprechende Kontaktfläche des Kontaktstückes verteilte Anordnung der Anschlüsse der Leiterschleifen können die Stege der Leiterschliefen eine von der Höhe ihres achsfernen Teiles unabhängige Ausdehnung in axialer Richtung besitzen. Ihre Querschnitte können daher in jedem Teilstück auf die maximale Strombelastung ausgelegt werden.

[0005] Im Rahmen der Belastbarkeit der Kontaktflächen können die Schlitze, welche die Kontaktflächen trennen, auch schräg oder unsymmetrisch gelegt werden, sofern nur in Umfangsrichtung nebeneinanderliegende Kontaktflächen und auf der nicht kontaktierten Stirnseite Stützflächen entstehen. Eine einfache Fertigung ist gewährleistet, wenn die Schlitze parallel zu einer Ebene liegen, welche die Rotationsachse des Schaltkontaktes enthält. Eine symmetrische und daher besonders hoch belastbare Ausführungsform ist erreicht, wenn die Symmetrieebene der Schlitze die Rotationsachse der Schaltkontakte enthält. Um die mechanischen Kräfte beim Schaltvorgang vorteilhaft übertragen zu können, ist eine Ausführungsform vorteilhaft, in der auf der nicht niederohmig kontaktierten Seite der Anschlüsse Zwischenlagen mit geringer elektrischer Leitfähigkeit angeordnet sind. Derartige Zwischenlagen können aus Keramik oder auch aus hochohmigen Metallen bestehen, beispielsweise aus rostfreiem Stahl. Sie werden in mechanischer Hinsicht nur auf Druck beansprucht.

[0006] Die Leiterschleifen bestehen vorteilhaft aus einem gemeinsamen Kreisring und an diesen angeformten Stegen, wobei die Stege dieselbe Ausdehnung in axialer Richtung besitzen wie der Kreisring. Dabei weisen die Stege vorzugsweise die doppelte Breite auf wie der Kreisring, so daß bei gleichmäßiger Strombelastung aller Schleifen die Stege und der Kreisring gleich stark belastet sind.

[0007] Um eine ebene Oberfläche der Leiterschleifen zu erhalten und einen möglichst geringen Zwischenraum zum Kontaktstück zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn die Stützflächen gegenüber der Oberfläche benachbarter Anschlüsse in axialer Richtung zurückgesetzt sind und wenn die Zwischenlagen in axialer Richtung in einer Ebene mit den benachbarten Anschlüssen abschließen. Die.Zwischenlagen werden hier vorteilhaft in Form von Plättchen in entsprechende Vertiefungen bzw. die zurückgesetzten Teile der Anschlüsse eingesetzt. Die zurückgesetzten Teile der Anschlüsse können durch spanabhebende Verformung, durch Prägen oder ggf. beim Gießen der Leiterschleifen angeformt sein.

[0008] Sofern der Kontaktbolzen im wesentlichen nach der Strombelastbarkeit, nicht so sehr nach der mechanischen Festigkeit dimensioniert werden muß, ist es vorteilhaft, daß an den Kontaktbolzen ein an die Stirnfläche angrenzender Teil mit vergrößertem Querschnitt angeformt ist und daß die Anschlüsse der Leiterschleifen diesen vergrößerten Querschnitt überdecken. Dadurch wird auch im Bereich des Stromübergangs vom Kontaktbolzen zu den Anschlüssen der Leiterschleifen eine thermische Überlastung des Materials vermieden,'obwohl in diesem Bereich nur ein Teil der Stirnfläche des Kontaktbolzens zur niederohmigen Kontaktierung der Anschlüsse zur Verfügung steht.

[0009] Die Erfindung wird nun anhand von vier Figuren näher erläutert. Sie ist nicht auf die in den Figuren gezeigten Beispiele beschränkt.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Schaltkontakt in teilweise gebrochener Ansicht,

Fig. 2 bis 4 zeigen erfindungsgemäße Anordnungen von Leiterschleifen in Draufsicht bzw. in einem radialen Schnitt.

[0010] Ein Kontaktbolzen 1 weist einen an seine Stirnfläche 14 angrenzenden Teil 13 mit vergrößertem Querschnitt auf. Auf die Stirnfläche 14 des Kontaktbolzens 1 ist eine Anordnung 2 von Leiterschleifen 11, 12 aufgebracht. Die Anschlüsse 6 der Leiterschleifen 11, 12 sind mit der Stirnfläche 14 des Kontaktbolzens 1 niederohmig elektrisch leitend verbunden, beispielsweise auf die Stirnfläche 14 aufgeschweißt. Auf die Anordnung 2 von Leiterschleifen 11, 12 ist ein Kontaktstück 3 aufgesetzt. Das Kontaktstück 3 ist mit den Anschlüssen 7 der Leiterschleifen 11, 12 niederohmig elektrisch leitend verbunden, beispielsweise verschweißt (Fig. 2).

[0011] Die Anschlüsse 6, 7 sind über elektrisch schlecht- oder nichtleitende Zwischenlagen 8 gegen die Stirnfläche 14 des Kontaktbolzens 1 bzw. gegen das Kontaktstück 3 auf ihren jeweils nicht niederohmig mit dem Kontaktstück bzw. dem Kontaktbolzen verbundenen Seiten, den Stützflächen 24, mechanisch abgestützt. Die Zwischenlagen 8 können aus Keramik oder aus schlechtleitendem Metall bestehen. Sie werden in der erfindungsgemäßen Ausführungsform nur auf Druck beansprucht, so daß an das Material dieser Zwischenlagen keine besonderen Anforderungen bezüglich ihrer Festigkeit gestellt werden müssen.

[0012] Die gezeigte Ausführungsform ergibt vier Leiterschleifen, von denen jeweils zwei einander bezüglich der Rotationsachse des Kontaktes gegenüberliegende Leiterschleifen ein Magnetfeld derselben Richtung erzeugen und daher mit derselben Bezeichnung 11 bzw. 12 numeriert sind. Die jeweils benachbarten Leiterschleifen erzeugen ein Magnetfeld entgegengesetzter Richtung. Bei dieser Anordnung müssen die einzelnen Leiterschleifen 11, 12 nicht gegeneinander isoliert sein, so daß die kompakte, mechanisch feste Ausführungsform gemäß der Erfindung möglich ist. Die Zahl der so erzeugten Leiterschleifen ist grundsätzlich nicht begrenzt. Vorteilhaft können beispielsweise auch zwei halbkreisförmige Leiterschleifen gebildet werden.

[0013] Als Kontaktstück ist im gezeigten Beispiel ein Topfkontakt 3 mit einer schräg geschlitzten Zylinderwand und ' einer Kontaktscheibe 4 gezeigt, wobei die Kontaktscheibe 4 eine Kreisscheibe oder ein Ring mit einem im Vergleich zum Umfang relativ kleinen koaxialen Loch sein kann. Anstelle des geschlitzten Topfkontaktes kann auch beispielsweise ein Plattenkontakt eingesetzt werden, wobei sich die Bauhöhe des Kontaktes und damit seine Masse verringern läßt.

[0014] Durch die Anordnung der Schlitze 9 zwischen den einzelnen Anschlüssen 6, 7 ist eine einfache Herstellbarkeit . des Kontaktes gewährleistet und gleichzeitig die Möglichkeit eröffnet, die Ausdehnung der Stege 10 in axialer Richtung an die Ausdehnung der Ringbereiche 5 anzugleichen. Im gezeigten Beispiel weisen die Anschlüsse 6, 7 mit den Zwischenlagen 8 und die Leiterschleifen 11, 12 in axialer Richtung dieselben Abmessungen auf. So ist nicht nur eine Kontaktierung mit ebenen Flächen des Anschlußbolzens bzw. des Kontaktstückes möglich, sondern auch ein sehr geringer Abstand zum Kontaktstück. Dadurch ergibt sich insbesondere bei flachen Kontaktstücken eine relativ große Feldstärke in axialer Richtung im Bereich der Kontaktfläche.

[0015] Die koaxiale Bohrung 16 dient als Zentrierbohrung beim Aufschweißen oder Auflöten der Leiterschleifen auf den Kontaktbolzen bzw. das Kontaktstück. Die Bohrung 16 kann auch zur Aufnahme einer Befestigungsschraube dienen, welche das Kontaktstück und die Leiterschleifen mit dem Kontaktbolzen verbindet.

[0016] Eine Ausführung mit großer mechanischer Stabilität und einem kleinen elektrischen Nebenschluß zu den Leiterschleifen durch die Zwischenlagen hindurch ist gegeben, wenn die Zwischenlagen gemäß Fig. 4 für je zwei einander bezogen auf die Kontaktachse gegenüberliegende Anschlüsse 20, 21 einstückig ausgebildet sind und die Form von zwei Ringsektoren 18 besitzen, die durch einen die Kontaktachse 17 umschließenden Steg 19 miteinander verbunden sind. Eine Bohrung 16 im Steg 18 und in den darunterliegenden Anschlüssen 20 bis 23 dient zur gegenseitigen Zentrierung der Zwischenlage 18 und 19, der Anschlüsse 20 bis 23 und evtl. des Kontaktstückes 3 und des Kontaktbolzens 1.

[0017] 9 Patentansprüche

[0018] 4 Figuren

Ansprüche

1. Schaltkontakt für eine Vakuumschaltröhre mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines axialen Magnetfeldes, welcher einen Kontaktbolzen und ein Kontaktstück mit zumindest einer Kontaktfläche aufweist und auf der von der Kontaktfläche abgewandten Seite zwei oder mehr Leiterschleifen enthält, wobei die Leiterschleifen über der Kontaktfläche ein in axialer Richtung verlaufendes Magnetfeld erzeugen, wobei die Leiterschleifen vom Kontaktbolzen ausgehen und zu einem achsnahen Bereich des Schaltstückes zurückführen und durch einen Schlitz voneinander getrennte. Anschlüsse aufweisen, wobei die Anschlüsse der Leiterschleifen durch einen elektrisch schlecht- oder nichtleitenden Stützkörper in Richtung und in der Nähe der Achse des Kontaktbolzens abgestützt sind und wobei die Leiterschleifen zumindest in ihrem achsfernen Teil miteinander einstückig verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterschleifen (11, 12) zumindest annähernd kreissektorförmige Anschlüsse (6, 7) enthalten, daß diese Anschlüsse (6, 7) in Stege (10) übergehen, welche jeweils zwei benachbarten Leiterschleifen (11, 12) zugehören und daß in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Anschlüsse (6, 7) abwechselnd mit der Stirnfläche (14) des Kontaktbolzens (1) bzw. mit der Anschlußfläche (15) des Kontaktstückes (3) niederohmig elektrisch leitend verbunden sind und daß die Schlitze (9) zwischen den Anschlüssen (6, 7) der niederohmig kontakttierten.Seite gegenüberliegende relativ hochohmig Kontaktievte stützflächen (24)abtrennen.

2. Schaltkontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Schlitze (9) parallel zu einer Ebene liegen, welche die Rotationsachse des Schaltkontaktes enthält.

3. Schaltkontakt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Symmetrieebene der Schlitze (9) die Rotationsachse der Schaltkontakte enthält.

4. Schaltkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,daß auf den Stützflächen der micht niederohmig kontaktierten Seite der Anschlüsse Zwischenlagen aus einem nichtleitenden oder schlechtleitenden Material angeordnet sind.

5. Schaltkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterschleifen einen gemeinsamen Kreisring und an diesen angeformte Stege bilden und daß die Stege dieselbe Ausdehnung in axialer Richtung besitzen wie der Kreisring.

6. Schaltkontakt nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege doppelt so breit sind wie der Kreisring.

7. Schaltkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse gegenüber der Oberfläche benachbarter Anschlüsse in axialer Richtung zurückgesetzte Stützflächen besitzen und daß die Zwischenlagen in axialer Richtung in einer mit den benachbarten Anschlüssen gemeinsamen Ebene abschließen.

8. Schaltkontakt nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Zwischenlagen für je zwei einander bezogen auf die Kontaktachse gegenüberliegende Anschlüsse einstückig ausgebildet sind und die Form von zwei Ringsektoren besitzen, die durch einen durch die Kontaktachse verlaufenden Steg miteinander verbunden sind.

9. Schaltkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß den Kontaktbolzen ein an die Stirnfläche angrenzender Teil mit vergrößertem Querschnitt angeformt ist und daß die Anschlüsse der Leiterschleifen diesen vergrößerten Querschnitt überdecken.

Zeichnung