DE644382C

DE644382C - Switch with arc extinguishing by compressed gas held together in a switching chamber and flowing through between the contacts

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Publication number: DE644382C
Application number: DER73127D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1927-12-16
Filing date: 1927-12-16
Publication date: 1937-04-30

Description

Buf, Ind. EigendomBuf, Ind. Eigenendom

15 MEI 193715 MEI 1937

AUSGEGEBEN AM
30. APRIL 1937ISSUED ON
APRIL 30, 1937

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

JVr 644382
KLASSE 21c GRUPPE 35 ίοJVr 644382
CLASS 21c GROUP 35 ίο

R 73127 Vlllb/sic Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des Patents: S.AprilR 73127 Vlllb / sic Date of publication of the patent grant: April 8

Frida Strauss geb. Ruppel in Frankfurt, MainFrida Strauss née Ruppel in Frankfurt, Main

Schalter mit Lichtbogenlöschung durch in einer Schaltkammer zusammengehaltenes "und zwischen den Kontakten hindurchströmendes DruckgasSwitch with arc extinguishing by held together in a switching chamber "and pressurized gas flowing through between the contacts

Patentiert im Deutschen Reiche vom iö. Dezember 1927 abPatented in the German Empire by the iö. December 1927

Die Erfindung bezieht sich auf Schalter mit Lichtbogenlöschung durch zwischen den Kontakten hindurchströmendes Druckgas, das in einer Kammer zusammengehalten wird, und mit als Endunterbrecher dienenden Hilfselektroden. Bei derartigen Schaltern wird dadurch, daß das Druckgas in einer Kammer zusammengehalten wird, eine für die Stromunterbrechung günstige Führung und Lenkung des Druckgases ermöglicht. Als nachteilig erweist sich jedoch der Umstand, daß die durch den Lichtbogen an den Unterbrecherkontakten erzeugten Metalldämpfe und Ionen einen Gegendruck im Lichtbogen erzeugen, der die Blaswirkung des Druckgasstrornes an der Kontaktstelle beeinträchtigt. Erfindungsgemäß läßt sich die Leistungsfähigkeit derartiger Schalter dadurch erhöhen, daß die aus schwer verdampfendem Metall bestehenden Hilfselektroden mit den aus gut leitendem Metall bestehenden Hauptkontakten fest verbunden und derart angeordnet sind, daß der bei der Stromunterbrechung an den Ilauptkontakten entstehende Lichtbogen in Richtung des Druckgasstromes . auf die in der Einschaltstellung an der Stromleitung nicht teilnehmenden Hilfselektroden wandert.The invention relates to switches with arc quenching through between the Contacts flowing through pressurized gas, which is held together in a chamber, and with auxiliary electrodes serving as end breakers. With such switches, that the compressed gas is held together in a chamber, one for the power interruption allows favorable guidance and control of the compressed gas. As disadvantageous However, the fact turns out that by the arc on the breaker contacts generated metal vapors and ions generate a counter pressure in the arc, which the blowing effect of the compressed gas flow impaired at the point of contact. According to the invention, the performance Increase such a switch that the auxiliary electrodes made of hard-to-evaporate metal with the well conductive metal existing main contacts are firmly connected and arranged in such a way, that the arcing that occurs when the power is interrupted at the main contacts is in Direction of the compressed gas flow. on the in the on position on the power line non-participating auxiliary electrodes migrates.

Hierdurch wird einerseits erreicht, daß dieThis achieves on the one hand that the

aus gut leitendem Metall bestehenden und infolgedessen geringe Stramwärmeverluste aufweisenden Kuiitakte den ',ranzen Betriebsstrom führen, während die aus schwer verdampfendem Metall bestehenden Hilfselektroden bis zu dem Augenblick, wo der L'nterbrechungslichtbogen auf sie geblasen wird, unbelastet und kühl sind und so. die durch den Druckgasstrom bewirkte Lichtbogenlöschung erleichtern. Andererseits ergibt sich der Vorteil, daß man die aus schwer verdampfendem Metall, bestehenden Hilfselektroden ohne Rücksicht auf die Kontaktgebung ausschließlich nach den für die Lichtbogenlöschung günstigsten strömungstechnischen Gesichtspunkten ausbilden kann, so daß der an den gut leitenden Kontaktflächen entstehende Unterbrechungslichtbogen durch den Druckgasstrom mit Sicherheit auf die schwer verdampfenden Elektroden geblasen und dort möglichst intensiv vom Druckgas umspült wird.made of highly conductive metal and, as a result, low thermal losses having Kuiitakts lead the 'satchel operating current, while those from hard-to-evaporate Metal existing auxiliary electrodes up to the moment when the interrupted arc blown on them, unencumbered and cool and such. the arc extinction caused by the flow of pressurized gas facilitate. On the other hand, there is the advantage that you get the from hard-to-evaporate Metal, existing auxiliary electrodes regardless of the contact exclusively according to the flow technology most favorable for the arc extinguishing Can form points of view, so that the resulting on the highly conductive contact surfaces Interrupting arc blown by the flow of compressed gas with certainty on the hard-to-evaporate electrodes and there is surrounded as intensively as possible by the pressurized gas.

Dadurch, daß die erlindungsgcmäße Anordnung bei einem Schalter mit einer Zusammenfassung der Gasströmung in einer Kammer verwendet wird, bei welchem das Druckgas gut zusammengehalten wird und mit größter Geschwindigkeit zwischen den Kontakten hindurchströmt, wird ferner erreicht, daß das Gas den Lichtbogen mit Sicherheit auf die Hilfselektroden treibt. Im Zusammenwirken dieser Maßnahmen wird sowohl die .Menge als auch die kinetische Energie des sich bildenden MetalldampfesThe fact that the arrangement according to the invention is in the case of a switch with a summary the gas flow is used in a chamber in which the compressed gas is well held together and flows through the contacts at the highest speed, it is also achieved that the gas is sure to drive the arc onto the auxiliary electrodes. In the interaction of these measures both the amount and the kinetic energy of the metal vapor that forms

auf ein Mindestmali herabgesetzt, und da diese Faktoren die erzielbare Abschaltleistung ausschlaggebend beeinflussen, die Leistungsfähigkeit des Druckgasschalter stark heraufgesetzt. reduced to a minimum, and since these factors reduce the achievable breaking capacity have a decisive influence, the performance of the gas pressure switch is greatly increased.

Diese vorteilhaften Wirkungen werden }sdoch nicht erzielt, wenn wie bei einem bekannten Schalter die Kontakte und Hilfsclektroden sich in freier Luft befinden und auch ίο nicht fest miteinander verbunden sind, wobei noch erschwerend hinzukommt, daß auch keine Verwendung schwer verdampfenden Kontaktmatcrials vorgesehen ist.These advantageous effects are s not achieved} where, as the contacts and Hilfsclektroden are at a known switch is in the open air and not ίο are firmly connected to each other, yet complicating factor is the fact that no use difficult evaporating Kontaktmatcrials is provided.

Bei einem Schalter, dessen einer stiftförmig ausgebildeter Kontakt in der Einschaltstellung von seinem Gegenkontakt vorzugsweise kaminartig umgeben ist, läßt sich der Erfindungszweck in einfacher Weise dadurch erreichen, daß man das freie Ende des Stiftkontaktes als aus schwer verdampfendem Metall bestehende Hilfselektrode ausbildet. Dabei wird die eigentliche Kontaktstelle aus Kupfer o. dgl. gebildet und das schwer verdampfende Metall nicht zum Stromüberleiten benutzt, sondern nur so angeordnet, daß es bei der Trennung der Kontakte diejenige Stelle bildet, an welcher der Lichtbogen zuletzt Fuß faßt, ßei entsprechender Disposition konnte man die Anordnung so treffen, daß an dem Kupfer überhaupt kein Lichtbogen oder ganz kurzzeitig auftritt, während an dem schwer verdampfenden Metall der Trenmmgsliehtbogen entsteht.In the case of a switch, one of which is a pin-shaped contact in the on position is surrounded by its mating contact preferably like a chimney, the purpose of the invention can be achieved in a simple manner by that the free end of the pin contact is made of hard-to-evaporate metal Forms auxiliary electrode. The actual contact point is made of copper or the like. and the metal, which is difficult to evaporate, is not used to conduct electricity, but only arranged so that when the contacts are separated it forms the point at which the arc finally takes hold, with the appropriate disposition one could Arrange so that no arc at all or very briefly on the copper occurs, while the separation arc on the hard-to-evaporate metal arises.

Es ist auch vorteilhaft, daß der den Stiftkontakt umgebende Gegenkontakt vorzugsweise an den Stellen, an denen der Lichtbogen zuletzt FuI?) faßt, also insbesondere an einem King (ganz oder an Vorsprängen eines Ringes ι, mit einer Einlage aus schwer verdampfendem Metall versehen ist.It is also advantageous that the mating contact surrounding the pin contact is preferred at the points where the arc lasts FuI?), so in particular a King (whole or on the ledges of a Ring ι, is provided with an insert made of hard-to-evaporate metal.

in der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Abb. ί zeigt die Kontaktanordnung eines Druckgasschalters, bei welchem der stiftförniige bewegte Kontakt 1 von seinem düsen!ormig ausgebildeten Gegenkontakt 2 kaminartig umhüllt wird. Der Düsenkontakt 2 bildet den Abschluß einer aus Isoliermaterial bestehenden Löschkammer }, von weicher nur der obere "IViI in der Zeichnung dargestellt ist. Der i -rifttormige Kontakt 1 besitzt :111s gut leiten- I 'lern Metall bestehende Hauptk.Jiitaktllächen 4 j .-■.■wie an seinem zugespitzten Ende einen aus j schwer \erdamptendem Metall bestellenden ! Htifskfiiiiakt 5, dessen Uegenkoniakt durch im j [;i;iern <ies Düsenkontaktes 2. angeordnete 1 Xasen oder Rippen h gebildet werden, die ; gleichfalls; ganz oder teilweise aus schwer j ,ei-dampiendem Metall bestehen. Die Hilfs- j <5o kontakte 5 und <> stehen einander in der gezeichneten Einsciialtsteliung in geringem Ab stand gegenüber und bilden gewissermaßen die Elektroden einer Funkenstrecke, die parallel zu 'den Hauptkontakten 2 und 4 liegt.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. Fig. 3 shows the contact arrangement of a gas pressure switch, in which the pin-shaped moving contact 1 is enveloped in a chimney-like manner by its nozzle-shaped counter-contact 2. The nozzle contact 2 forms the end of a quenching chamber made of insulating material, of which only the upper part is shown in the drawing. . ■ ■ as ordering at its pointed end a erdamptendem from j hard \ metal Htifskfiiiiakt 5 whose Uegenkoniakt by the j [;! i; Iern <ies nozzle contact 2 disposed 1 Xasen or ribs are formed h, which, likewise, in all or partially j from hard, ei-dampiendem metal. the materials j <5o contacts 5 and <> each other in the drawn Einsciialtsteliung in low Ab faced and form a kind of the electrodes of a spark gap in parallel to 'the main contacts 2 and 4 lies.

Beim Ausschalten wird der Kontakt 1 nach unten gezogen und gleichzeitig in Richtung der Pfeile 7 unter Druck stehendes Gas mit großer Geschwindigkeit durch die Löschkammer eingcblasen. Sobald die Hauptkontaktflächen 4 den Difsenkontakt 2 verlassen haben, springt der L'nterbrcchungslichtbogen auf die Hilfskontakte 5, 6 über und wird dort durch das mit großer Geschwindigkeit die Düse durchströmende Druckgas schnell gegelöscht. Dadurch, daß die Hilfskontakte 5, 6 im Einschaltzustand nicht belastet sind, so sind sie im Augenblick der Unterbrechung verhältnismäßig kühl, und die an sich günstige Wirkung der Verwendung von schwer verdampfendem Metall für die Hilfskontakte wird durch das Tiefhalten der Kontakttemperatur noch weiter gesteigert. Anstatt den Ililfskontakt 5 in Form eines Zylinders auszubilden, kann man ihn auch am oberen Ende pilzartig etwas erweitern, so daß er bei der Ausschaltbewegung seine Gegenkontaktc 6 kurzzeitig berührt und die Stromführung übernimmt. When switching off, contact 1 is pulled down and at the same time in direction the arrows 7 pressurized gas at high speed through the extinguishing chamber blown in. As soon as the main contact surfaces 4 leave the diffuser contact 2 the interrupting arc jumps to the auxiliary contacts 5, 6 and is there by the with high speed the Pressurized gas flowing through the nozzle is quickly extinguished. The fact that the auxiliary contacts 5, 6 are not loaded when switched on, they are at the moment of interruption relatively cool, and the beneficial effect of the use of heavy Evaporating metal for the auxiliary contacts is prevented by keeping the contact temperature low increased even further. Instead of the auxiliary contact 5 in the form of a cylinder, it can also be expanded somewhat like a mushroom at the upper end, so that it has its countercontacts 6 briefly touched and takes over the current flow.

Abb. 2 zeigt eine ähnliche Ausführungsform, bei welcher der bewegte Kontakt 1 ebenfalls eine aus sclnver verdampfendem Metall bestehende und den bewegten Hilfskontakt bildende Spitze 5 trägt. Seine Gegenkontakte werden durch Rippen 6 gebildet, die im Innern des düsentörmigen Kontaktes 2 angeordnet sind und an denen die Fußpunkte des ("nterbrechungslichtbogens während des Ausschaltvorganges nach oben entlang wandern. Der Kontakt 2 ist auf eine aus Isolierstoff bestehende Löschkammer 3 aufgesetzt, der durch Stutzen <S das Druckgas zur Loschung des ("nterbrechungslichtbogens zugeführt wird. Bei der Ausschaltbewegung wird der Kontakt 1 samt dem Hilfskontakt 5 nach unten aus der Loschkammer herausbewegt. so daß die Ausschaltstellung von außen sichtbar gemacht werden kann. Die Hilfskontakte 5 und 6 bestehen entweder aus an sich schwer verdampfendem Metall, wie Wolfram oder Tantal, oder auch aus gut leitendem Metall, wie Kupfer oder Nickel, das durch besondere Bearbeitung verdichtet oder in schwer vrrdamptbaren Zustand gebracht ist. An Steile eines reinen Metalles werden in manchen Fällen auch /werkmäßig Metallegierungen, insbesondere WoItram legierungen, \ erwendet, F.s ist nicht erforderlich, dal.) der ganze Hilfskontakt 5 aus schwer verdampfendem Metall liesteht. sondern es genügt. u(~nn seine < »bertluche mit einer I'lattierung oder einem galvanischen I berzug aus schwer verdainpfc-ndcm .MiMaIl versehen ist.Fig. 2 shows a similar embodiment, in which the moving contact 1 also one made of rapidly evaporating metal and the moving auxiliary contact forming lace 5 carries. Its mating contacts are formed by ribs 6 that are arranged in the interior of the nozzle-shaped contact 2 and at which the base points of the interruption arc during the switch-off process upwards. The contact 2 is placed on an extinguishing chamber 3 made of insulating material, which is supplied with the compressed gas to extinguish the interruption arc through nozzles <S will. During the switch-off movement, the contact 1 together with the auxiliary contact 5 is moved downward out of the extinguishing chamber. so that the switch-off position can be made visible from the outside. The auxiliary contacts 5 and 6 either consist of metal that is difficult to evaporate, such as Tungsten or tantalum, or made of highly conductive metal, such as copper or nickel, that compacted by special processing or brought into a condition that is difficult to damage is. On the part of a pure metal, in some cases / work-based Metal alloys, especially WoItram alloys, \ used, F.s not required, dal.) the whole auxiliary contact 5 from heavily evaporating Metal reads. but it is enough. u (~ nn his <»Bertluche with a lattice or with a galvanic coating made of hard-to-dissolve-ndcm .MiMaIl.

In Abb. 3 ist nur das zugespitzte Ende des bewegten Kontaktes ι mit Rippen 9 aus schwer verdampfendem Metall versehen, welche die Hilfskon takte bilden. Als Gegenkontakt dient der sich erweiternde Teil des düsenförmigen Kontaktes 2, der gegebenenfalls auch mit Einlagen aus schwer verdampfendem Metall nach Art der Rippen 6 in Abb. 2 versehen sein kann.In Fig. 3 only the pointed end of the moving contact ι with ribs 9 is difficult Provided evaporating metal, which form the auxiliary contacts. Serves as a mating contact the widening part of the nozzle-shaped contact 2, which optionally also with inserts made of hard-to-evaporate metal in the manner of the ribs 6 in Fig. 2 can be provided.

Claims

Patent claims:

i. Switch with arc extinguishing by held together in a switching chamber and compressed gas flowing through between the contacts and with auxiliary electrodes serving as end interrupters, characterized in that the auxiliary electrodes made of hard-to-evaporate metal with the Good conductive metal existing main contacts firmly connected and arranged in this way are that the arcing that occurs when the power is interrupted at the main contacts is in the direction of the Pressurized gas flow to those not participating in the power line in the switch-on position Auxiliary electrodes migrates.

2. Switch according to claim 1, characterized in that the auxiliary electrodes consist of an alloy of a metal that does not evaporate easily, in particular a tungsten alloy.

3. Switch according to claim 1 or 2, one of which is a pin-shaped contact is preferably surrounded in the manner of a chimney in the switched-on position by its mating contact, characterized in that the free end of the pin contact as consisting of hard-to-evaporate metal Auxiliary electrode is formed.

4. Switch according to claim 3, characterized in that the end of the pin contact is pointed.

5. Switch according to claim 1 to 4, characterized in that the pin contact surrounding mating contact, preferably at the points where the arc last takes a foothold, with a Inlay made of hard-to-evaporate metal is provided.

1 sheet of drawings