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EP0102317A2 - Vakuumschaltröhre mit schraubenlinienförmiger Strombahn - Google Patents

Vakuumschaltröhre mit schraubenlinienförmiger Strombahn Download PDF

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Publication number
EP0102317A2
EP0102317A2 EP83730079A EP83730079A EP0102317A2 EP 0102317 A2 EP0102317 A2 EP 0102317A2 EP 83730079 A EP83730079 A EP 83730079A EP 83730079 A EP83730079 A EP 83730079A EP 0102317 A2 EP0102317 A2 EP 0102317A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
core
jacket
vacuum interrupter
current supply
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP83730079A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0102317A3 (de
Inventor
Peter-Michael Bany
Wolfgang Ing. Grad. Berger
Hans Bettge
Günter Bialkowski
Ralf Rozek
Norbert Ing. Grad. Steinemer
Claus-Jürgen Dipl.-Ing. Volkmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP0102317A2 publication Critical patent/EP0102317A2/de
Publication of EP0102317A3 publication Critical patent/EP0102317A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/664—Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/664—Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings
    • H01H33/6644—Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings having coil-like electrical connections between contact rod and the proper contact
    • H01H33/6645—Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings having coil-like electrical connections between contact rod and the proper contact in which the coil like electrical connections encircle at least once the contact rod

Definitions

  • the invention relates to a vacuum interrupter with switching pieces arranged to be movable relative to one another within an evacuated housing, at least one of which has a current supply element with a core and a conductor surrounding it with a helical current path.
  • a vacuum interrupter of this type has become known from DE-OS 3 033 632.
  • the helical current path generates a magnetic field that is dependent on the current and is effective when switching between the open contact pieces and has a favorable influence on the switching capacity.
  • the advantageous properties, in particular of the axially directed magnetic fields in vacuum interrupters are offset by the difficulty in producing the helical current path in a technically effective and economically advantageous manner.
  • the fastening of the helical conductor and the mutual support of its turns are difficult because the connecting means and supporting bodies that are suitable for this purpose are exposed to considerable thermal and mechanical stresses.
  • thermal expansions and corresponding mechanical stresses occur, as well as mechanical shock forces and additional electrodynamic forces when switching.
  • the object of the invention is to create a current supply element which is suitable for generating a magnetic field and which, with good effectiveness, is mechanically high-strength and economical to produce.
  • this object is achieved in a vacuum interrupter of the type mentioned in that the core of the power supply member is made of a material with relatively low electrical conductivity and has a helical outer contour and that the conductor surrounding the core with a jacket made of a material Relatively good electrical conductivity is formed, which is made in one piece with the core or is firmly connected to the core without a space and which has a smooth cylindrical outer contour.
  • the helical conductor is not formed by a separately manufactured coil. Rather, this conductor is created in that a helical core is supplemented by a conductor material to form a cylindrical body. This is the way to a non-cutting production of one-piece power supply members with the property of Indicated coil that behave like a solid part in mechanical terms.
  • the desired magnetic effect of the current supply element can in principle be achieved equally with electrically conductive or non-conductive cores.
  • cores made of metallic materials will be preferred, the conductivity of which is lower than the conductivity of the outer jacket.
  • resistance materials can be used, the conductivity of which is several times lower than that of the copper in question for the sheath, but can be easily connected to it.
  • the helical contour of the core can be realized in very different ways. Basically, it is only necessary to twist a rod with an angular cross-sectional shape around its longitudinal axis, it being possible to produce a current path with a fraction of a turn up to several turns.
  • the number of parallel screw paths that are formed depends on the cross-sectional shape selected. Accordingly, rods with a polygonal or star-shaped cross section are particularly suitable.
  • a number of methods known per se are suitable for producing the current supply elements consisting of core and jacket. For example, pouring can be beneficial Methods are used when the melting point of the core material is sufficiently higher than the melting point of the cladding material.
  • the core can then be cast in a cylindrical shape to form the jacket with the electrically highly conductive material.
  • the jacket material can also be applied to the core by extrusion. This process is less dependent on the melting points of the materials than the aforementioned casting.
  • the highly conductive material for the formation of the jacket is applied to the core by powder metallurgy.
  • the cladding material is in the form of metal powder, which is applied to the core by pressing in a mold.
  • the coat layer formed in this way is then sintered into a solid body by heating.
  • Figure 1 shows a vacuum interrupter with power supply members according to the invention in section.
  • FIGS 2, 3, 4 and 5 show differently designed power supply elements.
  • FIG. 6 shows a current supply element with an integrally formed switching piece, the currents that occur being indicated by arrows in order to illustrate the mode of operation.
  • the vacuum interrupter 1 corresponds to a design known per se.
  • the housing of the vacuum interrupter 1 is formed from a central metal cylinder 2 and ceramic insulating bodies 5 and 6 attached to it on both sides with the interposition of conical transition pieces 3 and 4.
  • the metal cylinder 2 encloses the interacting switching pieces 7 and 8, to which rod-shaped power supply members 10 and 11 connect.
  • the contact piece 7 with its current supply element 10 is arranged in a relatively fixed manner and for this purpose is firmly and vacuum-tightly connected to an end cap 12 of the insulating body 5.
  • the vacuum interrupter 1 is provided with an upper fixed connecting pin 16 and a lower axially displaceable connecting pin 17.
  • the current supply members 10 and 11 have a core and a jacket in such a design that a current flowing through generates an axially directed magnetic field. If the switching pieces 7 and 8 separated by a movement of the connecting bolt 17 in the direction of arrow 18 this magnetic field also penetrates the space between the contact pieces and influences the arc burning there.
  • the direction of the magnetic field in the arc space depends on the winding direction of the helical current paths. If the direction of the turns is the same, the resulting magnetic field runs in the axis of the contact piece arrangement. If, on the other hand, the direction of the turns in both current supply elements is opposite, a radially directed magnetic field is obtained in the space between the contact pieces 7 and 8.
  • the direction of the magnetic field in the space between the switching pieces can also be a mixture of both field shapes or can vary locally depending on the amount and direction.
  • the current supply element 10 shown partially in FIG. 2 has a core 20 made of a material with a relatively low conductivity, for example an iron-containing, ie. H. ferromagnetic material.
  • This core is surrounded by a jacket 21, the outer diameter of which corresponds to the edge dimension of the core 20.
  • the jacket 21 is made of a material with relatively good conductivity, i. H. e.g. B. made of copper, and can be applied to the core 20 by one of the methods mentioned.
  • the core 20 is a square bar with a square cross section, which is twisted about its longitudinal axis. This creates four helical current paths of the jacket 21 which are electrically connected in parallel.
  • FIG. 3 shows a further current supply element 25 which, with the same outer diameter as the current supply element 10 in FIG. 2, has a core 26 with a smaller edge dimension.
  • the jacket 27 is not divided into four separate parallel helical current paths in the same way as in the example according to FIG. 2.
  • One in the power supply member 25 incoming current is nevertheless caused to flow around the core 26 in a helical shape, because this corresponds to the path of least resistance.
  • a longitudinal current is superimposed on this screw current, which depends on the difference between the outer diameter of the jacket 27 and the edge dimension of the core 26 and on the electrical conductivity of the materials of these parts.
  • the core 31 has a cross shape instead of a square cross section, the edge dimension of which corresponds to the outer diameter of the jacket 32. As can be seen from a comparison with FIG. 2, this also forms four regions of the sheath 32 that are wound in parallel in a helical shape and are connected in a helical manner. Due to the cross shape, however, the proportion of the relatively good conductive sheath material is greater than in FIG. 2. If the same electrical conductivities for sheath and core are assumed, the proportion according to FIG. 4 reduces the proportion of the pure longitudinal current compared to the screw current.
  • a similar design shows the current supply member 35 in Figure 5.
  • the core 36 has a star-shaped shape, the tips of the arms of the star lying on a circle with the diameter of the jacket 37.
  • the cladding 37 is divided into five helical areas. It depends on the cross-sectional shape of the core 36 how large the proportions of the core 36 and the jacket 37 are in the total cross-section. In general, the proportion of the core cross section in the embodiment according to FIG. 5 will be smaller than in FIG. 2 but larger than in FIG. 4.
  • FIG. 6 shows a current supply element 40 which is produced in one piece with a switching element 41.
  • the contact piece 41 is designed as an unslotted flat contact. Subsequently applied is only a contact pad 42 made of an arc-resistant material, which at the same time has the property of a low breakaway current.
  • i l in the figure 6 of the current supplying section 40 by flowing pure longitudinal current is referred to, which, as already explained, composed according to the selected shape of the core and the sheath of two components. One component is the current flowing through the core, while the other component is the pure longitudinal current flowing through the jacket.
  • FIG. 6 shows four screw currents i s1, i s2 ' i s3 and is4 which can correspond to the screw currents occurring in FIGS. 2, 3 and 4. With a corresponding representation for FIG. 5, a fifth screw current would be added.
  • the number of turns with which the current surrounds the core can differ in all cases. This depends on how much the core is twisted for a given length. This number of turns has a direct influence on the strength of the generated axial magnetic field.

Landscapes

  • High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
  • Transformers For Measuring Instruments (AREA)

Abstract

Eine Vakuumschaltröhre (1) weist innerhalb eines evakuierten Gehäuses relativ zueinander bewegbar angeordnete Schaltstücke (7, 8) auf, von denen wenigstens eines ein Stromzuführungsglied (10) mit einem Kern (20) und einem diesen umgebenden Mantel (21) auf. Der Kern (20) ist aus einem Werkstoff mit relativ geringer elektrischer Leitfähigkeit hergestellt und besitzt eine schraubenlinienförmige äußere Kontur, die durch Verdrillung eines Stabes mit mehrkantigem oder sternförmigem Querschnitt bewirkt ist. Auf den Kern (20) ist ein Mantel aus einem Werkstoff mit relativ guter elektrischer Leitfähigkeit mit einer glatten zylindrischen äußeren Kontur aufgebracht. Der Mantel (21) ist mit dem Kern (20) ohne Zwischenraum fest verbunden bzw. einstückig hergestellt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vakuumschaltröhre mit innerhalb eines evakuierten Gehäuses relativ zueinander bewegbar angeordneten Schaltstücken, von denen wenigstens eine ein Stromzuführungsglied mit einem Kern und einem diesen umgebenden Leiter mit schraubenlinienförmiger Strombahn besitzt.
  • Eine Vakuumschaltröhre dieser Art ist durch die DE-OS 3 033 632 bekanntgeworden. Durch die schraubenlinienförmige Strombahn wird ein vom Strom abhängiges Magnetfeld erzeugt, das beim Schalten zwischen den geöffneten Schaltstücken wirksam ist und das Schaltvermögen günstig beeinflußt. Den vorteilhaften Eigenschaften insbesondere der axial gerichteten Magnetfelder in Vakuumschaltröhren steht die Schwierigkeit gegenüber, die schraubenlinienförmige Strombahn in technisch wirksamer und wirtschaftlich günstiger Weise herzustellen. Beispielsweise bereitet die Befestigung des schraubenlinienförmigen Leiters und die gegenseitige Abstützung seiner Windungen Schwierigkeiten, weil die hierfür in Frage kommenden Verbindungsmittel und Stützkörper beträchtlichen thermischen und mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sind. Insbesondere treten Wärmedehnungen und entsprechende mechanische Spannungen, sowie beim Schalten mechanische Stoßkräfte und zusätzliche elektrodynamische Kräfte auf.
  • Es ist bereits bekannt, eine schraubenlinienförmige Strombahn im Zuge eines Stromzuführungsgliedes einer Vakuumschaltröhre durch Einschnitte zu bewirken, die am Umfang des Stromzuführungsgliedes gegeneinander versetzt angebracht sind (DE-AS 1 282 768). Dieser Anordnung sind aber hinsichtlich ihrer Wirksamkeit Grenzen dadurch gesetzt, daß sich die Einschnitte mit Rücksicht auf die geforderte mechanische Festigkeit des Stromzuführungsgliedes nicht beliebig tief machen lassen. Andererseits ist die Herstellung von Einschnitten, auch wenn sie gerade sind und senkrecht zur Längsachse des Stromzuführungsgliedes verlaufen, mit einer recht aufwendigen spanabhebenden Bearbeitung verbunden. Die Reinigung und Entgasung derart bearbeiteter Teile bereitet zusätzliche Probleme.
  • Der Erfindung liegt hiervon ausgehend die Aufgabe zugrunde, ein zur Erzeugung eines Magnetfeldes geeignetes Stromzuführungsglied zu schaffen, das bei guter Wirksamkeit mechanisch hochfest und wirtschaftlich herstellbar ist.
  • Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Vakuumschaltröhre der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Kern des Stromzuführungsgliedes aus einem Werkstoff mit relativ geringer elektrischer Leitfähigkeit besteht und eine schraubenlinienförmige äußere Kontur aufweist und daß der den Kern umgebende Leiter durch einen Mantel aus einem Werkstoff mit relativ guter elektrischer Leitfähigkeit gebildet ist, der mit dem Kern einstückig hergestellt bzw. mit dem Kern ohne Zwischenraum fest verbunden ist und der eine glatte zylindrische äußere Kontur aufweist.
  • Bei dem neuen Stromzuführungsglied wird der schraubenlinienförmige Leiter nicht durch eine gesondert hergestellte Spule gebildet. Vielmehr entsteht dieser Leiter dadurch, daß ein schraubenlinienförmiger Kern durch einen Leiterwerkstoff zu einem zylindrischen Körper ergänzt wird. Hierdurch ist der Weg zu einer spanlosen Herstellung einstückiger Stromzuführungsglieder mit der Eigenschaft einer Spule gewiesen, die sich in mechanischer Hinsicht wie ein massives Teil verhalten.
  • Die angestrebte magnetische Wirkung des Stromzuführungsgliedes ist im Prinzip gleichermaßen mit elektrisch leitenden oder nichtleitenden Kernen erzielbar. Im allgemeinen wird man aber Kerne aus metallischen Werkstoffen bevorzugen, deren Leitfähigkeit geringer ist als die Leitfähigkeit des äußeren Mantels. Beispielsweise kann man Widerstandswerkstoffe verwenden, deren Leitfähigkeit gegenüber dem für den Mantel in Betracht kommenden Kupfer eine mehrfach geringere Leitfähigkeit aufweisen, sich mit diesem aber gut verbinden lassen. Ferner kann es vorteilhaft sein, den Kern aus einem ferromagnetischem Werkstoff herzustellen. Dieser besitzt gegenüber den üblichen Leiterwerkstoffen für den Mantel gleichfalls eine ausreichend niedrige elektrische Leitfähigkeit, bündelt aber zugleich das magnetische Feld und vergrößert hierdurch im Zwischenraum zwischen den Schaltstücken die verfügbare magnetische Induktion.
  • Die schraubenlinienförmige Kontur des Kerns läßt sich auf ganz unterschiedliche Weise verwirklichen. Grundsätzlich ist es nur erforderlich, einen Stab mit kantiger Querschnittsform um seine Längsachse zu verdrillen, wobei man eine Strombahn mit einem Bruchteil einer Windung bis zu mehreren Windungen erzeugen kann. Von der gewählten Querschnittsform hängt es ab, wieviele parallele Schraubenbahnen dabei gebildet werden. Geeignet sind demnach vor allem Stäbe mit mehrkantigem oder sternförmigem Querschnitt.
  • Eine Reihe an sich bekannter Verfahren eignet sich zur Herstellung der aus Kern und Mantel bestehenden Stromzuführungsglieder. Zum Beispiel können vorteilhaft GießVerfahren zur Anwendung gelangen, wenn der Schmelzpunkt des Kernwerkstoffes ausreichend höher als der Schmelzpunkt des Mantelwerkstoffes ist. Der Kern kann dann in einer zylindrischen Form zur Bildung des Mantels mit dem elektrisch gut leitenden Werkstoff umgossen werden.
  • Der Mantelwerkstoff kann auch auf den Kern durch Fließpressen aufgebracht werden. Dieses Verfahren ist weniger von den Schmelzpunkten der Werkstoffe abhängig als das zuvor erwähnte Gießen.
  • Als weitere Möglichkeit zur Herstellung von Stromzuführungsgliedern bietet sich ein pulvermetallurgisches Verfahren an. Hierbei wird der gutleitende Werkstoff zur Bildung des Mantels auf den Kern auf pulvermetalllurgischem Weg aufgebracht. Der Mantelwerkstoff liegt hierbei als Metallpulver vor, das durch Pressen in einer Form auf den Kern aufgebracht wird. Die hierdurch gebildete Mantelschicht wird anschließend durch Erhitzung zu einem festen Körper gesintert.
  • Bei den vorstehend erwähnten Verfahren wurde zunächst davon ausgegangen; daß nur die Stromzuführungsglieder hergestellt werden sollen. Als vorteilhafte Ausgestaltung dieser Verfahren kommt jedoch in Betracht, zugleich mit den Stromzuführungsgliedern auch jeweils die Schaltstücke anzuformen. Dies ist durch eine entsprechende Gestaltung der verwendeten Gieß- bzw. Pressformen möglich und hat den Vorteil, daß gesonderte Herstellungsgänge für die Schaltstücke und ihre Verbindung mit den stabförmigen Stromzuführungsgliedern entfallen. Festigkeit und Stromübergang sind gleichzeitig verbessert.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
  • Die Figur 1 zeigt eine Vakuumschaltröhre mit Stromzuführungsgliedern nach der Erfindung im Schnitt.
  • Die Figuren 2, 3, 4 und 5 zeigen unterschiedlich ausgeführte Stromzuführungsglieder.
  • Die Figur 6 zeigt ein Stromzuführungsglied mit angeformtem Schaltstück, wobei zur Veranschaulichung der Wirkungsweise die auftretenden Ströme mit Pfeilen bezeichnet sind.
  • Die Vakuumschaltröhre 1 gemäß der Figur 1 entspricht einer an sich bekannten Bauform. Das Gehäuse der Vakuumschaltröhre 1 ist aus einem mittleren Metallzylinder 2 und sich hieran beidseitig unter Zwischenfügung konischer Übergangsstücke 3 und 4 angesetzter keramischer Isolierkörper 5 und 6 gebildet. Der Metallzylinder 2 umschließt die zusammenwirkenden Schaltstücke 7 und 8, an die sich stabförmige Stromzuführungsglieder 10 und 11 anschließen. Das Schaltstück 7 mit seinem Stromzuführungsglied 10 ist relativ feststehend angeordnet und ist hierzu mit einer Endkappe 12 des Isolierkörpers 5 fest und vakuumdicht verbunden. Das Schaltstück 8 mit seinem Stromzuführungsglied 11 ist dagegen mittels eines Federbalges 13 und einer Lagerbuchse 14 in einer weiteren Endkappe 15 des Isolierkörpers 6 vakuumdicht und axial verschiebbar geführt. Zum Einbau in ein Schaltgerät ist die Vakuumschaltröhre 1 mit einem oberen feststehenden Anschlußbolzen 16 und einem unteren axial verschiebbaren Anschlußbolzen 17 versehen.
  • Die Stromzuführungsglieder 10 und 11 besitzen einen Kern und einen Mantel in solcher Gestaltung, daß ein hindurchfließender Strom ein axialgerichtetes Magnetfeld erzeugt. Wenn die Schaltstücke 7 und 8 durch eine Bewegung des Anschlußbolzens 17 in Richtung des Pfeiles 18 getrennt werden, durchsetzt dieses Magnetfeld auch den Raum zwischen den Schaltstücken und beeinflußt den dort brennenden Lichtbogen, Die Richtung des Magentfeldes im Lichtbogenraum hängt von dem Windungssinn der schraubenlinienförmigen Strombahnen ab. Ist der Windungssinn gleich, so verläuft das resultierende Magnetfeld in der Achse der Schaltstückanordnung. Ist der Windungssinn in beiden Stromzuführungsgliedern dagegen entgegengesetzt, so erhält man im Raum zwischen den Schaltstücken 7 und 8 ein radialgerichtetes Magnetfeld. Je nach der Gestalt der Stromzuführungsglieder und der Schaltstücke sowie der verwendeten Werkstoffe kann die Richtung des Magnetfeldes im Raum zwischen den Schaltstücken auch eine Mischung beider Feldformen sein oder kann örtlich nach Betrag und Richtung unterschiedlich sein.
  • Das in der Figur 2 teilweise gezeigte Stromzuführungsglied 10 besitzt einen Kern 20 aus einem Werkstoff mit relativ niedriger Leitfähigkeit, beispielsweise einem eisenhaltigen, d. h. ferromagnetischen Werkstoff. Dieser Kern ist von einem Mantel 21 umgeben, dessen Außendurchmesser dem Kantenmaß des Kerns 20 entspricht. Der Mantel 21 besteht aus einem Werkstoff mit relativ guter Leitfähigkeit, d. h. z. B. aus Kupfer, und kann nach einem der erwähnten Verfahren auf den Kern 20 aufgebracht sein. Wie man erkennt, ist der Kern 20 ein Vierkantstab mit quadratischem Querschnitt, der um seine Längsachse verdrillt ist. Hierdurch entstehen vier elektrisch parallel geschaltete schraubenlinienförmige Strombahnen des Mantels 21.
  • In der Figur 3 ist ein weiteres Stromzuführungsglied 25 gezeigt, das bei gleichem Außendurchmesser wie das Stromzuführungsglied 10 in Figur 2 einen Kern 26 mit geringerem Kantenmaß aufweist. Der Mantel 27 wird hierdurch nicht in gleicher Weise wie in dem Beispiel gemäß der Figur 2 in vier getrennte parallele schraubenlinienförmige Strombahnen unterteilt. Ein in das Stromzuführungsglied 25 eintretender Strom wird dennoch dazu veranlaßt, den Kern 26 schraubenlinienförmig zu umfließen, weil dies den Weg des geringsten Widerstandes entspricht. Diesem Schraubenstrom ist ein Längsstrom überlagert, der von dem Unterschied zwischen dem Außendurchmesser des Mantels 27 und dem Kantenmaß des Kerns 26 sowie von dem elektrischen Leitwert der Materialien dieser Teile abhängt.
  • Bei dem Stromzuführungsglied 30 gemäß der Figur 4 besitzt der Kern 31 anstatt eines quadratischen Querschnitts eine Kreuzform, dessen Kantenmaß dem Außendurchmesser des Mantels 32 entspricht. Wie man bei einem Vergleich mit der Figur 2 erkennt, werden hierdurch gleichfalls vier elektrisch parallel geschaltete schraubenlinieförmig gewundene Bereiche des Mantels 32 gebildet. Durch die Kreuzform ist jedoch der Anteil des relativ gut leitenden Mantelwerkstoffes größer als in der Figur 2. Nimmt man gleiche elektrische Leitfähigkeiten für Mantel und Kern an, so ist durch die Gestaltung gemäß der Figur 4 der Anteil des reinen Längsstromes gegenüber dem Schraubenströmen verringert.
  • Eine ähnliche Gestaltung zeigt das Stromzuführungsglied 35 in Figur 5. Hierbei weist der Kern 36 eine sternförmige Gestalt auf, wobei die Spitzen der Arme des Sterns auf einem Kreis mit dem Durchmesser des Mantels 37 liegen. Entsprechend der Anzahl der Arme des Sterns wird der Mantel 37 in fünf schraubenlinienförmige Bereiche unterteilt. Von der Querschnittsform des Kerns 36 hängt es ab, wie groß die Anteile des Kerns 36 und des Mantels 37 an dem Gesamtquerschnitt sind. Im allgemeinen wird der Anteil des Kernquerschnittes bei der Ausführungsform gemäß der Figur 5 kleiner als bei der Figur 2 jedoch größer als in der Figur 4 sein.
  • Wie bereits einleitend erwähnt, sind unterschiedliche Verfahren zur Herstellung der Stromzuführungsglieder geeignet. Wählt man ein Gießverfahren, so ist bei den Beispielen gemäß den Figuren 2, 4 und 5 eine Zentrierung der Kerne 20, 31 und 36 in den jeweiligen Formen nicht erforderlich, weil die Zentrierung über die Kanten der Kerne erfolgt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 3 ist es erforderlich, den Kern 26 in der Form durch geeignete und der Gießtechnik bekannte Mittel zu zentrieren. Dies gilt sinngemäß auch für das Fließpressen und das Sinter-Verfahren.
  • In der Figur 6 ist ein Stromzuführungsglied 40 gezeigt, das einstückig mit einem Schaltstück 41 hergestellt ist. Im Unterschied zu den Schaltstücken 7 und 8 in der Figur 1 ist das Schaltstück 41 als ungeschlitzter ebener Kontakt ausgebildet. Nachträglich aufgebracht ist nur eine Kontaktauflage 42 aus einem lichtbogenbeständigen Werkstoff, der zugleich die Eigenschaft eines niedrigen Abreißstromes besitzt. Mit il ist in der Figur 6 der das Stromzuführungsglied 40 durchfließende reine Längsstrom bezeichnet, der sich, wie schon erläutert, je nach der gewählten Gestalt des Kernes und des Mantels aus zwei Komponenten zusammensetzt. Die eine Komponente ist der den Kern durchfließende Strom, während die andere Komponente der den Mantel durchfließende reine Längsstrom ist. Ferner sind in der Figur 6 vier Schraubenströme is1, is2' i s3 und is4 eingezeichnet, die den in den Figuren 2, 3 und 4 auftretenden Schraubenströmen entsprechen können. Bei einer entsprechenden Darstellung für die Figur 5 würde ein fünfter Schraubenstrom hinzukommen. Unterschiedlich kann jedoch in allen Fällen die Windungszahl sein, mit welcher der Strom den Kern umschließt. Dies hängt davon ab, wie stark der Kern bei gegebener Länge verdrillt ist. Diese Windungszahl hat unmittelbaren Einfluß auf die Stärke des erzeugten axialen Magnetfeldes.

Claims (8)

1. Vakuumschaltröhre (1) mit innerhalb eines evakuierten Gehäuses zueinander bewegbar angeordneten Schaltstücken (7, B), von denen wenigstens eines ein Stromzuführungsglied (10, 11) mit einem Kern (20) und einem diesen umgebenden Leiter (21) mit schraubenlinienförmiger Strombahn besitzt, dadurch gekennzeichnet , daß der Kern (20) aus einem Werkstoff mit relativ geringer elektrischer Leitfähigkeit besteht und eine schraubenlinienförmige äußere Kontur aufweist und.daß der den Kern (20) umgebende Leiter durch einen Mantel (21) aus einem Werkstoff mit relativ guter elektrischer Leitfähigkeit gebildet ist, der mit dem Kern einstückig hergestellt bzw. ohne Zwischenraum fest verbunden ist und der eine glatte zylindrische äußere Kontur aufweist.
2. Vakuumschaltröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Kern (20, 26, 31, 36) aus einem Miderstandswerkstoff besteht.
3. Vakuumschaltröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Kern (20, 26, 31, 36) aus einem ferromagnetischem Werkstoff besteht.
4. Vakuumschaltröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Kern (20, 26, 31, 36) aus einem verdrillten Stab mit mehrkantigem oder sternförmigem Querschnitt besteht.
5. Verfahren zur Herstellung eines Stromzuführungsgliedes für eine Vakuumschaltröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Kern (20, 26, 31, 36) in einer zylindrischen Form zur Bildung des Mantels (21, 27, 32, 37) mit dem elektrisch gut leitenden Werkstoff umgossen wird.
6. Verfahren zur Herstellung eines Stromzuführungsgliedes für eine Vakuumschaltröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zur Bildung des Mantels (20, 26, 31, 36) der elektrisch gut leitende Werkstoff auf den Kern (20, 26, 31, 36) durch Fließpressen aufgebracht wird.
7. Verfahren zur Herstellung eines Stromzuführungsgliedes für eine Vakuumschaltröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der gut leitende Werkstoff auf den Kern (20, 26, 31, 36) auf pulvermetalogischem Weg aufgebracht wird.
8. Verfahren zur Herstellung eines Stromzuführungsgliedes nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet , daß zugleich mit der Bildung des Mantels einstückig mit diesem ein Schaltstück (41) angeformt wird.
EP83730079A 1982-08-31 1983-08-19 Vakuumschaltröhre mit schraubenlinienförmiger Strombahn Withdrawn EP0102317A3 (de)

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DE19823232708 DE3232708A1 (de) 1982-08-31 1982-08-31 Vakuumschaltroehre mit schraubenlinienfoermiger strombahn

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0102317A2 true EP0102317A2 (de) 1984-03-07
EP0102317A3 EP0102317A3 (de) 1986-10-15

Family

ID=6172342

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Application Number Title Priority Date Filing Date
EP83730079A Withdrawn EP0102317A3 (de) 1982-08-31 1983-08-19 Vakuumschaltröhre mit schraubenlinienförmiger Strombahn

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US (1) US4516004A (de)
EP (1) EP0102317A3 (de)
JP (1) JPS5960830A (de)
DE (1) DE3232708A1 (de)

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