Elektrischer Stromunterbrecher. Die Erfindung betrifft einen für die Lö schung .des Lichtbogens innerhalb einer ein löschendes Medium enthaltenden Kammer eingerichteten Stromunterbrecher, und zwar von der Art, bei welchen mindestens ein Aus lass für die durch den Lichtbogen entstehen- den Produkte vorhanden ist, der in bezug auf den Trennungspunkt der Elektroden derart gelegen ist, dass die entweichenden Produkte den Lichtbogen in besagten Auslass hinein zureissen suchen.
Erfindungsgemäss ist eine Absperrvor richtung vorgesehen, die den Querschnitt der Auslassöffnung in Abhängigkeit von der Stärke des Liehtbogenstromes verändert.
Auf der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele eines Unterbrechens nach der Erfindung dargestellt: Die Fig. 1 ist ein Grundriss der zur Her stellung einer unterteilten Druckkammer be- aimrnten Teile; die F ig. 2 ist ein senkrechter Schnitt ,furch eine solche Druckkammer; die Fig. 3 ist eine Aussenansicht der Druck kammer nach Fig. 2; die Fig. 4 ist ein Querschnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 2;
.die Fig. 5 ist ein Querschnitt nach der Linie V-V der Fig. 2 und veranschaulicht eine Variante; die Fig. 6 ist ein mittlerer senkrechter Schnitt durch eine andere Ausführungsform der Druckkammer; .die Fig. 7 ist ein Querschnitt nach der Linie VII-VII -der Fig. 6;
die Fig. 8 ist ein Querschnitt durch eine Druckkammer mit einer elektromagnetischen Einrichtung zum Regeln des Auslassquer- schnittes; die Fig. 9 ist eine Seitenansicht einer abgeän derten Ausführungsform der Druckkammer nach Fig. 8; die Fig. 10 ist ein Querschnitt nach der Linie X-X der Fig. 9; die Fig. 11 ist ein mittlerer senkrechter Schnitt durch den untern Teil einer nicht unterteilten Druckkammer;
die Fig. 12 ist ein wagrechter Schnitt nach der Linie XII XII der Fig. 11; die Fig. 13 ist ein mittlerer senkrechter Schnitt durch den untern Teil einer abge änderten solchen Druckkammer; die Fig. 14 ist ein Schnitt nach der Linie XIV-XIV der Fig. 13.
Der in Fig. 1 im Grundriss dargestellte Teil des Druckkammerraumes ist nach aussen durch die ringförmige Platte 1 begrenzt und trägt im Innern einen nachgiebigen Teil 2. Der letztgenannte Teil ist aus denn Grunde nachgiebig, weil er an der Rückseite bei 3 einen kleinen Querschnitt hat, so dass dort ein Gelenk gebildet wird. Mit 4 ist die Boh rung bezeichnet, .durch welche der bewegliche Kontakt abwärts geht, so dass in dem mitt leren Raum 5 innerhalb des Gliedes 2 der durch die Produkte des Lichtbogens hervor gerufene Druck entsteht.
Dieser Druck ver ursacht eine Auseinanderbewegung der Bati ken 2a und 2b um einen Betrag, der von der Grösse des erzeugten Druckes und somit des Lichtbogenstromes abhängt. Der Auslass- kanal 6 liegt zwischen den Backen 2a und 2b, so dass sein Querschnitt mit zunehmender Grösse des erzeugten Druckes vergrössert wird. Innerhalb des ortsfesten Teils 1 sind freie Zwischenräume vorgesehen, so dass die Bati ken 2a, 2b auswärts schwingen können. Die Rückbewegung in die Normalstellung wird durch die Elastizität des Gliedes 2 selbst herbeigeführt.
Diese Ausführungsform kann auf ver schiedene Weise geändert werden. Beispiels weise können zur Unterstützung der Rück kehr -der Backen 2a und 2b in Ruhestellung Federn 7 vorgesehen sein, wie solche in Fig. 1 dargestellt sind. Das Glied 2 kann auch aus zwei Teilen bestehen, die mittelst eines an der ,Stelle 3 vorgesehenen Gelenk zapfens miteinander verbunden sind. Die Rückbewegung erfolgt dann nur durch Fe- dern, zum Beispiel durch die Schrauben federn 7. Ferner kann das Glied 2 aus zwei Teilen bestehen, von denen jeder durch eine entsprechend gebogene Blattfeder gebildet wird.
Das Glied 2 ist in der Zeichnung in einer Stellung veranschaulicht, in der es einen Aus lasskanal 6 mit kleinem Auslassquerschnitt frei lässt. Die Öffnung ist so gross, dass sie zur Unterbrechung des kleinsten Stromes geeig net ist, für welchen der Schalter verwend bar -ist. Diese Ausführungsform, bei welcher die Masse der beweglichen Teile gering ist, eignet sich besonders für solche Fälle, in denen es erforderlich ist, dass .sich das Öffnen mit einem rasch schwankenden Strom ändert. In diesen Fällen müssen die beweglichen Teile eine hohe Eigenschwingungsfrequenz besitzen, .damit sie den genannten Änderun gen folgen können.
Es sind noch weitere Änderungen der geschilderten Ausführungsform möglich. Die Backen 2a, 2b können ortsfest sein, wobei der Durchlass 6 zwischen diesen Backen genü gend gross sein kann, so .dass er für die stärk sten Ströme geeignet ist, .die unterbrochen werden sollen. Der Durchlass hat in diesem Fall eine sich nach aussen erweiternde Ge stalt, und in dem Durchlass ist ein dreieckiges oder keilförmiges Glied angeordnet, dessen Spitze sich gegen den Hals des Durchlasses 6 erstreckt.
Dieses :dreieckige Glied kann durch eine Druckfeder in einersolchen.Stel- lung gehalten werden, dass zwischen den bei den Wänden der Backen 2a, 2b und dem drei eckigen Glied schmale Kanäle verbleiben, deren Querschnitt gerade ausreicht, damit der schwächste Strom unterbrochen werden kann. Nimmt der Druck beim Löschvorgange zu, so wird das dreieckige Glied entgegen der Wir kung der Druckfeder auswärts getrieben, so dass der Querschnitt der beiden Auslasskanäle sich vergrössert.
An Stelle des geschilderten dreieckigen Gliedes kann ein Paar flacher Glieder vor gesehen sein, die unter Vergrösserung ihres Abstandes längs der Wände nach aussen ent- gegen der Wirkung von Druckfedern ver- s:chiebbar sind.
Bei .der Ausführungsform nach Fig. 2 bis 5 ist die unterteilte Druckkammer aus abwechselnd aufeinandergeschichteten Plat ten<I>2a, 2b</I> bezw. 14a, 14b gebildet. Die Plat ten 2a bezw. 14a werden durch Stangen 12 zusammengehalten, welche sich nicht in die obern und untern Platten 8a und 8b erstrek- ken. Die Teile 2b und 14b werden in ähn licher Wise durch Stangen 10 zusammenge halten, jedoch sind .diese Stangen in Iden obern und untern Platten 8a., 8b gesichert. '/.
Tischen den genannten Platten sind dünne, als Abstandbildner dienende Platten vorge sehen, deren Stärke nicht so gross ist, dass eine schädliche Undichtigkeit bedingt ist, ,jedoch ist die Stärke der dünnen Platten so gross, dass sich die Platten 2a und 14a gegen- über den Platten 2b respektive 14b leicht drehen können.
Die Blöcke oder Plattensätze, welche durch die Teile 2a, 14a bezw. 2b, 14b gebildet werden, sind mittelst einer Spindel 11 gelen kig miteinander verbunden; sie sind zusam- rnen in das Gehäuse 9 geschoben, an welchem das die ortsfesten Kontakte 15 haltende Glied 15a befestigt ist. Das gleiche Glied 15a dient dazu, die Druckkammer an dem Isolator 15b zu befestigen, durch welchen sich die Strom- führungsleitung 1.5e erstreckt.
Zwischen dem Gehäuse 9 und den übereinander geschich teten Platten 2a., 14a ist eine Blattfeder 13 eingeschaltet, welche den Querschnitt des Auslasskanals 6 zu verkleinern sucht.
Zwischen den Platten 2a und 2b ist eine Anzahl flacher Kammern freigelassen, wel che die in Fig. 4 bei 5 veranschaulichte Ge stalt haben. Die ganze Kammer ist in einem geeigneten äussern geschlossenen Behälter eingeschlossen. In der Ruhestellung hat .der Auslasskanal 6 einen Querschnitt, .der für,den schwächsten zu unterbrechenden Strom aus reicht. Soll jedoch ein stärkerer Strom unter brochen werden, so wirkt der in den Kam mern 5 erzeugte Druck auf den Satz der Plat ten<I>2a</I> resp. 14a, so dass diese Platten ent gegen der Wirkung der Feder 13 um den Drehzapfen 11 geschwenkt werden.
Auf diese Weise. wird der Querschnitt,der Auslasskanäle bis zu dem erforderlichen Betrage vergrössert. Der bewegliche Kontakt ist mit 16 bezeich net.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 6 und 7 sind die ringförmigen Platten. 2 und die Unterleitungsplatten 14 so angeordnet, dass sie um ihre Mittelachse 17 auf Kugel lagern 18 entgegen der Wirkung einer Spi ralfeder 19 drehbar sind. Durch einen An schlag 24 wird .der drehbare Teil gewöhn lich in der in Fig. 7 mit gestrichelten Linien dargestellten Ruhelage gehalten, so dass der Übergang von den Auslasskanälen 6 in den Platten 2 zu den Kanälen 6a in .dem äussern Gehäuse 20 stark gedrosselt ist.
Hieraus er gibt sich, dass ein Auslass von geringem Quer schnitt für die Produkte,des Lichtbogens, ge schaffen ist, wie bei 21 in Fig. 7 darge stellt ist. Treten jedoch stärkere Ströme auf, so sucht .der erhöhte Druck in den flachen Kammern innerhalb der Platten 2 .den gan zen Plattenblock entgegengesetzt zum Uhr zeigersinn, sowie entgegen der Wirkung der Spiralfeder 19 zu .drehen, so dass .sich die Kanäle 6 und 6a mehr überdecken und der wirksame Querschnitt des Auslasses auf den erforderlichen Betrag erhöht wird.
Anstatt -die Einrichtung zum Verändern des Auslassquerschnittes durch den Druck in der Kammer betätigen zu lassen, können elektromagnetische Einrichtungen verwendet werden. Entsprechende Ausführungsbei spiele sind in Fig. 8 bis 10 veranschaulicht.
In Fig. 8 ist eine Kammer im wag rechten Querschnitt dargestellt, bei welcher der Auslass durch ein hahnartiges Ventil 22 überwacht wird. Die Platten 2 sind in einem Gehäuse 20 untergebracht, der in einem iso lierenden Mantel 23 angeordnet ist. Hier bei ist der Auslass; von einem isolierenden Rahmen 24 umgeben. Der Auslass 6, 6a, der sich an die flache Kammer 5 anschliesst, wird durch das Ventil 22 geregelt. Dieses Ventil ist um eine senkrechte Achse 25 :drehbar an geordnet.
In Fig. 8 ist das Ventil 22 in cler Ruhestellung veranschaulicht, in welcher es durch eine Spiralfeder 26 gehalten ,vird. In 'dieser Stellung wird .der Querschnitt des Auslassens durch die Öffnungen 27, 28 be stimmt. Der Querschnitt ist in .diesem Fall gerade für die schwächsten Ströme ausrei chend, welche unterbrochen werden sollen. Die die Achse 25 bildende Spindel isst an dem einen Ende mit einem Arm 29 versehen, wel cher den gebogenen gern 30 eines Elektro magnetes trägt.
Dieser Elektromagnet hat eine Wicklung 31.
Durch die Wicklung 3.1 geht der zum Lichtbogen fliessende Strom oder ein Teil dieses Stromes hindurch. Soll ein stärkerer Strom unterbrochen werden, so verstärkt die ser Strom beim Durchfliessen der Wicklung 31 das magnetische Feld in solchem Masse, @dass es die Wirkung der Feder 26 überwin den kann. Infolgedessen wird der gei)ogene Kern 30 in die Spule 31 hineingezogen. Das Ventil 22 wird daher gedreht und ,der Quer schnitt der Durchlässe 27 und 28 wird ver grössert. Auf diese Weise wird der wirksame Querschnitt des Auslasses 6 um einen Be trag vergrössert, welcher dem zu un?;er- brechenden Strom entspricht.
Bei der abgeänderten Ausführungsform nach F'ig. 9 und 10 haben die entsprechenden Teile die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. B. In diesem Fall ist jedoch das Ven til 22 als Schieber ausgebildet, der senkrecht in Führungen 22a gleiten kann. Diese Füh rungen können mit Rollen ausgerüstet sein. Der Schieber 22 wird durch eine Druckfeder 26 in der in Fig. 9 dargestellten Ruhestel lung gehalten. Die Schlitze 32 in dem ver schiebbaren Ventil 22: lassen einen Teil .der Auslässe offen, welcher für die schwächsten, zu unterbrechenden Ströme ausreicht.
Wie bei dem vorher erörterten Ausführungsbei spiel fliesst der Lichtbogenstrom oder ein Teil dieses Stromes durch die Wicklung 31 des Elektromagnetes. Falls die Stärke des Stromes gegenüber dem in Frage kommenden schwächsten Strom zunimmt, wird der Kern 30 entgegen der Wirkung der Feder 26 in ,die Spule 31 gezogen, so dass sich die Schlitze 32 mehr mit den Auslässen 6 überdecken. Infolgedessen wird der Querschnitt dieser Auslässe in gleicher Weise, wie vorher be schrieben wurde, vergrössert.
Die soweit beschriebenen Druckkammern besitzen nach einer Seite eine Öffnung, je doch können auch bekannte Druckkammern verwendet werden, so zum Beispiel können die in Fig. 11 bis 14 dargestellten Absperr vorrichtungen in sogenannten Explosions töpfen verwendet werden, bei welchen ein Blasstrom dem beweglichen Kontakt nacheilt, oder in Unterbrechern, bei welchen ein durch den Lichtbogen selbst hervorgerufener Blas- strom aus einer hohlen Elektrode hinaus fliesst, oder es können ähnliche Absperrvor richtungen aus leitendem -Material in Unter brechern,
bei welchen ein durch .den Licht bogen selbst hervorgerufener Blasstrom durch einen Durchlass in der festliegenden Elek trode durchgeblasen wird, derart angeordnet werden, dass sie mit der beweglichen Elek trode zusammen wirken.
Bei den Einrichtungen nach Fig. 11 und 12 wird der bewegliche Schalterkontakt 16 beim Öffnen des Schalters aus dem Auslass 33 für die Produkte der Lichtbogenbildung herausgezogen. Um den Auslass Befinden sich vier Glieder 34, welche nachgiebig an geordnet sind, indem sie sich radial nach aussen entgegen der Wirkung schrauben förmiger Druckfedern 35 verschieben kön nen.
Wie in Fig. 11 veranschaulicht ist, sind die untern Enden der Glieder 34 so ge staltet, dass der Kontakt 16, wenn er sich aufwärts bewegt, ;im den Stromkreis züz schliessen, die Glieder 34 entgegen der Wir kung der Federn 35 zurückdrücken kann, so dass sie noch dicht am Kontakt 16 a,nliege,n. Falls der Schalter geöffnet wird und der Kontakt 16 aus der Druckkammer heraus- tritt,
werden die Glieder 34 vorwärts in die in Fig. 11 und 12 veranschaulichte Stellung gedrückt. In dieser Stellung wird ein Aus lass 33 von solchem Querschnitt freigelassen, dass dieser Auslass dem Druck angepasst. ist, der dem schwächsten zu unterbrechenden Strom entspricht.
Falls jedoch ein stärkerer Strom unter brochen werden soll, so wirkt der in .dem Explosionstopf 36 auftretende grössere Druck auf die obere schräge Fläche der Glieder 34, so dass diese Glieder entgegen der Wirkung der Federn 35 nach aussen gedrückt werden und der Querschnitt des Auslasses 33 ver- (frössert wird. Hierdurch ist eine Anpassung ;in den stärkeren zu unterbrechenden Strom erzielt.
Wie in Fix. 11 und 12 dargestellt ist, führen von den Räumen hinter den Glie dern 34 Sickeröffnungen nach aussen, um in diesen Räumen das Entstehen eines -die Be wegung der Glieder 34 behindernden Druk- kes zu verhindern.
Die Ausführungsform nach Fig. 13 und 14 ähnelt der vorher beschriebenen Ausfüh rungsform. In Fig. 13 und 14 sind daher entsprechende Bezugszeichen verwendet. Die Glieder 34 sind jedoch in Fig. 14 in der Lage dargestellt, in der sie bei eingeschal tetem Schalter durch den Schaltstift gehalten werden. Um das Durchsickern von Produk ten der Lichtbogenbildung zwischen den Gliedern 34 zu verhüten, ,sind Abschluss platten 37 vorgesehen.
Diese Abschlussplat- ten sind an einem Ende an einem der Glie- ;1er 34 durch Stifte 38 befestigt, während sie am andern Ende in flachen Ausschnitten im entgegengesetzten Glied 34 verschie?)bar sind, wie bei 39 mit gestrichelten Linien dargestellt ist. Im übrigen ist die Wirkungs weise der Glieder 34 die gleiche wie bei der in Fig. <B>11</B> und 12 dargestellten Ausfüh rungsform.
Die Absperrvorrichtung des Explosions topfes kann. mit streifenförmigen Schlitzen versehen sein, welche aus, von nachgiebigem Isolierstoff, wie Kautschuk, oder von der Wirkung des Lichtbogens oder des Öls grö sseren Widerstand bietendem Stoff umge benen Stäben gebildet sein können. Die Stäbe können auch aus nachgiebigem Isolier stoff, beispielsweise aus gewöhnlichem Holz oder Bambus bestehen. Der geringste Quer- chnitt wird mit. Rücksicht auf .den schwäch- ten Strom gewählt.
Wenn starke Ströme unterbrochen werden, so wird der Auslass durch -den innern Druck ausgedehnt und in folgedessen sein Querschnitt um einen geeig neten Betrag vergrössert.
Der Auslass kann ferner ein Paar ventil artiger Glieder enthalten, die so angeordnet sind, dass sie sich entsprechend dem Druck der Produkte des Lichtbogens trennen. Die Glieder können auch aus, einem Paar Klap per, bestehen, .die nach innen gedreht- und in der Nähe des Auslasses des Explosionstopfes angelenkt sind. Diese Klappen können durch Lenker mit einem federbeeinflussten Kolben -verbunden sein, der in einen kleinen Zylinder innerhalb des Explosionstopfes bewegbar ist, so .dass sich der Kolben um einen Betrag be wegt, der von dem Druck abhängt, und in entsprechender Weise die Klappen öffnet.
Die Klappen können auch, anstatt, dass sie angelenkt sind, auf Führungsstiften entgegen der Wirkung von Federn verschiebbar sein.
In Fig. 1 bis 5 sind Ausführungen dar gestellt, welche Vorteile beim Betriebe niit grossen Strömen bieten, da mit der Vergrö sserung des Auslassquerschnittes auch eine Vergrösserung des Inhaltes des Raumes her beigeführt wird, indem sich .der Lichtbogen bildet. Dadurch wird das Anwachsen des Druckes des Löschmediums, das ein Gas oder eine Flüssigkeit sein kann, beim Anwachsen .des elektrischen Stromes verringert.
Ander seits wirkt bei den Ausführungsformen nach Fix. 6 bis 14 die Absperrvorrichtung ohne erhebliche Veränderung des innern Raum inhaltes der Lichtbogenkammer. Diese Ans führungsformen können daher vorteilhaft verwendet werden, wenn es wichtig -ist, Fiiis- sigkeit in dichter Berührung mit dem Licht bogenstrom zu halten, um die Erzeugung eines entsprechenden Betrages von Gas zu sichern, beispielsweise bei niedrigen Strömen bei Stromunterbrechern, welche über einen sehr weiten Strombereich unter Einscbluss schwacher Ströme wirken sollen.