DE532771C

DE532771C - Switches with pin contacts that work in an evacuated or filled with inert gases, vacuum-tight sealed vessel

Info

Publication number: DE532771C
Application number: DESCH83155D
Authority: DE
Original assignee: BIRKA REGULATOR GmbH
Current assignee: BIRKA REGULATOR GmbH
Priority date: 1927-07-01
Filing date: 1927-07-02
Publication date: 1931-09-02

Description

Schalter mit Stiftkontakten, die in einem evakuierten oder mit indifferenten Gasen gefüllten; . vakuumdicht abgeschmolzenen Gefäß arbeiten Es ist bekannt, Kontakte aus Metallen hoher Schmelzpunkte in evakuierten oder mit indifferenten Gasen gefüllten, vakuumdicht abgeschlossenen Gefäßen arbeiten zu lassen.Switches with pin contacts that are in an evacuated or with indifferent Gases filled; . Vacuum-tight fused vessel work It is known contacts of metals with high melting points in evacuated or filled with inert gases, to let vacuum-tight vessels work.

An sich und im normalen Betriebszustand arbeiten solche Schalter im Gegensatz zu Schaltern in Luft und zu Quecksilberschaltern fast ohne jede Funkenbildung. Es hat sich jedoch gezeigt, daß sich bei derartigen Schaltern gelegentlich auch einmal ein Lichtbogen bildet. Bleibt dieser auf die Kontakte beschränkt, so erlischt er nach kurzer Zeit, da zur Herstellung der Kontakte Materialien verwendet werden, welche die Aufrechterhaltung eines Lichtbogens verhindern und die Beanspruchung durch einen kurzzeitigen Lichtbogen unbeschadet aushalten.In itself and in the normal operating state, such switches work in In contrast to switches in air and to mercury switches, almost without any spark formation. However, it has been found that occasionally with such switches once an arc forms. If this is limited to the contacts, it goes out after a short time, as materials are used to make the contacts, which prevent the maintenance of an arc and the stress withstand a brief arc without damage.

Trat aber bei den bisher bekannten Ausführungen ein Lichtbogen an den Kontakten auf, so übertrug sich dieser entweder durch Weitergleiten des Kathodenfleckes oder durch Ionisierung der Umgebung auf benachbarte Metallteile und zerstörte diese in kürzester Zeit.However, an arc occurred in the previously known designs the contacts, this was transferred either by sliding the cathode spot or by ionizing the environment on neighboring metal parts and destroying them in no time.

Die Erfindung besteht darin, bei einem Schalter mit Stiftkontakten, die in einem evakuierten oder mit indifferenten Gasen gefüllten, vakuumdicht abgeschmolzenen Gefäß arbeiten, die Kontaktstelle von einem besonderen, aus Isoliermaterial bestehenden Hüllkörper gegen die inneren Gefäßwandungen abzuschirmen. Sie gibt also ein Mittel an, das geeignet ist, die Ausbreitung des Lichtbogens von den eigentlichen Kontakten auf benachbarte empfindliche Metallteile zu verhindern.The invention consists in a switch with pin contacts, those in an evacuated or filled with inert gases, melted vacuum-tight Vessel work, the contact point of a special, made of insulating material Shield the enveloping body against the inner walls of the vessel. So she gives a means that is likely to prevent the arc from spreading from the actual contacts on neighboring sensitive metal parts.

Die Erfindung ist in den Abb. i bis 7 dargestellt.The invention is shown in FIGS.

In Abb. i bedeutet i das vakuumdichte Gefäß. Der Schalter besteht aus zwei Metallstreifen 2 und 3, die mit Hilfe der Schrauben q. auf dem Isolierstück 5 befestigt sind. Die Metallstreifen 2 und 3 tragen je einen beispielsweise aus Wolfram bestehenden Kontaktstift 6 und 7. Die Erfindung besteht darin, daß diese Stifte von einem aus Isoliermaterial bestehenden Röhrchen 8 umschlossen werden. Als Isoliermaterial ist zweckmäßig ein schwer schmelzbares Material, beispielsweise Magnesia, zu verwenden.In Fig. I i means the vacuum-tight vessel. The switch exists from two metal strips 2 and 3, which with the help of the screws q. on the insulating piece 5 are attached. The metal strips 2 and 3 each carry one, for example Existing tungsten contact pin 6 and 7. The invention consists in that this Pins are enclosed by a tube 8 made of insulating material. A material that is difficult to melt, for example, is expedient as the insulating material Magnesia to use.

In Abb. 2 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Kontakte 9 und io aus Wolframkuppen bestehen, die in an sich bekannter Weise auf die Stifte ii und i2 aufgeschweißt sind.In Fig. 2 an embodiment is shown in which the contacts 9 and io consist of tungsten tips that are applied to the pins in a manner known per se ii and i2 are welded on.

In Abb. 3 ist das aus Isoliermaterial bestehende Röhrchen 13 von einem leitenden Metallring 1q. umgeben, zum Zwecke, die elektrischen Felder so zu lenken, daß die maximale Feldstärke im festen Isoliermaterial auftritt.In Fig. 3, the tube 13 made of insulating material is of a conductive metal ring 1q. surrounded, for the purpose of directing the electric fields so that the maximum field strength occurs in the solid insulating material.

Nach den Gesetzen der Elektrostatik wird der Metallmantel ein Potential annehmen, welches etwa in "der Mitte zwischen den beiden Potentialen der Kontakte unmittelbar nach deren öffnung liegt. Dadurch treten starke elektrische, radial verlaufende Felder zwischen dem einen Kontakt und dem Metallmantel einerseits und ein gleiches Feld in entgegengesetzter Richtung zwischen dem anderen Kontakt und dem Metallmantel auf. Der Lichtbogen :hat an sich das Bestreben, in Richtung der stärksten elektrischen Felder zu verlaufen. Diese Felder sind nun durch den Metallmantel so gerichtet, daß die stärksten Felder durch Isoliermaterial hindurchgehen. Hierdurch wird erfahrungsgemäß verhindert, daß der Lichtbogen aus dem Röhrchen heraus und nach anderen Metallmassen überschlägt.According to the laws of electrostatics, the metal jacket assume a potential which is approximately in "the middle between the two potentials the contacts are located immediately after they have opened. This causes strong electrical, radially extending fields between the one contact and the metal jacket on the one hand and an equal field in the opposite direction between the other contact and the metal jacket. The arc: has in itself the aspiration towards the strongest electric fields to run. These fields are now through the Metal jacket directed so that the strongest fields pass through the insulating material. Experience has shown that this prevents the arc from coming out of the tube and flips over to other metal masses.

In Abb. q. sind außer dem aus Isoliermaterial bestehenden Röhrchen 15 am Fuß der Kontaktstifte noch Schutzplatten 16 und 17 angebracht, die aus hochschmelzendem Metall, beispielsweise Wolfram, Molybdän oder Tantal, bestehen.In Fig.q. are except for the tube made of insulating material 15 at the foot of the contact pins still protective plates 16 and 17 attached, which are made of high melting point Metal, for example tungsten, molybdenum or tantalum, exist.

Auch in Abb. 5 sind solche Schutzplatten 18 und i9 vorgesehen, die in diesem Beispiel schalenförmig aufgebogen sind und von dem Röhrchen 2o umschlossen werden.Also in Fig. 5 such protective plates 18 and i9 are provided that in this example are bent open in the shape of a shell and enclosed by the tube 2o will.

Die Lichtbogenbildung wird um so mehr erschwert, je höher der Schmelzpunkt der für eine Lichtbogenbildung in Frage kommenden Metallteile ist. Die in den Abb. q. und 5 aus hochschmelzbarem Material hergestellten Schutzplatten bewirken daher, daß ein etwa aus dem Röhrchen heraustretender Lichtbogen an der Austrittsstelle nur hochschmelzbares Metall vorfindet, an der er sich nur schwer bilden kann. Durch diese Schutzplatten aus hochschmelzbarem Metall wird daher ein Austreten des Lichtbogens nach Konstruktionsteilen aus leichter schmelzbaren Materialien vermieden.The higher the melting point, the more difficult the arcing is the metal parts in question for arcing. The in Fig. q. and 5 protective plates made of refractory material therefore have the effect of that an arc emerging approximately from the tube at the exit point only finds refractory metal on which it is difficult to form. By These protective plates made of refractory metal will therefore prevent the arc from leaking after construction parts made of more easily meltable materials avoided.

In Abb.6 und 7 sind noch Ausführungsbeispiele für größere, mit magnetischer Kraft betätigte Schalter dargestellt.In Fig. 6 and 7 there are examples of larger ones with magnetic ones Power operated switch shown.

In Abb. 6 bedeutet 2i das vakuumdichte Gefäß. 22 und 23 sind Kontaktstifte. Der Kontakt 22 ist über die Einschmelzung 2,4 nach außen geführt. Der Kontakt 23 dagegen ist in dem Eisenzylinder 25 befestigt, die Stromzuführung zu diesem Kontakt geschieht durch die Einschmelzung 26. Wird der Magnet 27 erregt, so wird der Eisenzylinder 25 angezogen und die Kontakte 22 und 23 voneinander getrennt. 28 ist ein Schutzrohr gemäß der Erfindung.In Fig. 6, 2i means the vacuum-tight vessel. 22 and 23 are contact pins. The contact 22 is led to the outside via the seal 2, 4. Contact 23 on the other hand, the power supply to this contact is fastened in the iron cylinder 25 happens through the fusing 26. If the magnet 27 is excited, the iron cylinder becomes 25 attracted and the contacts 22 and 23 separated from one another. 28 is a protective tube according to the invention.

Der Schalter Abb.7 ist ähnlich wie der der Abb. 6 aufgebaut. Zum Unterschied hat das Schutzrohr 29 bei diesem Schalter in der Mitte eine Erweiterung, außerdem sind an den Einspannstellen der Kontakte noch Schutzplatten 3o und 31 vorgesehen, welche das Schutzgefäß 29 teilweise umschließen. Die Schalter nach Abb. 6 und 7 sind für besonders große Leistungen vorgesehen. Es ist für die Erfindung unerheblich, ob der Schalter durch Wärme, also beispielsweise durch die Verbiegung von Doppelmetallstreifen,oder durch magnetische Kräfte wie in den Abb. 6 und 7 oder etwa durch elektrische Kräfte, also beispielsweise zwei in Vakuum sich gegenüberstehenden Kondensatorplatten, oder durch elastische Verschiebung an irgendeiner Stelle der Wandung des Gefäßes mit vakuumdichtem Abschluß betätigt wird.The switch in Fig.7 is similar to that in Fig. 6. The difference the protective tube 29 has an extension in the middle of this switch, too protective plates 3o and 31 are provided at the clamping points of the contacts, which partially enclose the protective vessel 29. The switches according to Fig. 6 and 7 are intended for particularly large performances. It is irrelevant for the invention, whether the switch is caused by heat, for example by bending double metal strips, or by magnetic forces as in Figs. 6 and 7 or by electrical forces, For example, two capacitor plates facing each other in a vacuum, or by elastic displacement at any point on the wall of the vessel vacuum-tight closure is operated.

Die Erfindung besteht vielmehr ganz allgemein darin, bei Schaltern, welche in evakuierten oder mit indifferenten Gasen gefüllten, vakuumdicht abgeschmolzenen Gefäßen arbeiten, die Kontaktstelle mit einem möglichst gut abschließenden Schutzrohr oder Schutzgefäß zu umgeben, um den Übertritt von elektrischen Entladungen oder Lichtbögen auf andere Teile als die Kontaktstelle zu vermeiden. Es ist nicht notwendig; daß das Schutzrohr oder Schutzgefäß an seinem Ende absolut dicht abgeschlossen ist, es ist aber zweckmäßig, den freien Raum zwischen den Kontaktstiften bzw. Kontaktträgern und dem Schutzrohr bzw. dem Schutzgefäß möglichst klein zu machen.Rather, the invention consists quite generally in the use of switches, which in evacuated or filled with inert gases, melted vacuum-tight Vessels work, the contact point with a protective tube that seals as well as possible or protective vessel to prevent the passage of electrical discharges or Avoid arcing on parts other than the contact point. It's not necessary; that the protective tube or protective vessel is sealed absolutely tight at its end, but it is useful to use the free space between the contact pins or contact carriers and to make the protective tube or the protective vessel as small as possible.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Switch with pin contacts that are in an evacuated or work with vacuum-tight sealed vessels filled with inert gases, characterized in that the contact point is made of a special insulating material existing enveloping body against the other structural parts of the switch, and against the inner walls of the vessel are shielded.

2. Switch according to claim i, characterized characterized in that the enveloping body is made of a high-fusible insulating material, for example magnesia, steatite, porcelain, quartz.

3. Switch according to claim i and 2, characterized in that the enveloping body consists of a tube, that is pushed over the pin contacts. q ..

Switch according to Claims i to 3, characterized characterized in that the enveloping body has a metal jacket on its outer surface or a thin, conductive metal layer.

5. Switch according to claim i to q., characterized in that the contact pins as close as possible to their roots Protective plates (i6, 17) are included.

6. Switch according to claim 5, characterized in that the protective plates (i8, i9) are bent in the shape of a shell.

7. Switch according to claim i to 6, characterized in that the enveloping body the Protective plates with enclosing (Fig. 5). B. Switch according to claim i to 7, characterized characterized in that the enveloping body bulges out like a jug at the level of the contact point is (Fig.7).