Vorrichtung zum elektromagnetischen Löschen des beim Unterbrechen eines elektrischen Stromkreises entstehenden Lichtbogens. Die Erfindung bezieht sich auf solche Vorrichtungen zum elektromagnetischen Lö schen des beim Unterbrechen eines elektrischen Stromkreises entstehenden Lichtbogens, die mit zum Weiterleiten des Lichtbogens be stimmten Funkenhörnern versehen sind. Die Erfindung bezweckt, eine solche Vorrichtung dieser Art zu schaffen. die sich bei beson ders kleinen Abmessungen des zum Unter brechen benutzten Schalters durch eine vor teilhafte Wirkungsweise auszeichnet und auch zum Auslöschen von Wechselstrornlichtbogen mittelst eines Gleichstrommagnetfeldes ge eignet ist.
Auf der Zeichnung ist in schematischer Darstellungsweise ein von Hand bedienbarer Schalter veranschaulicht, der mit einer ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstan des bildenden Vorrichtung ausgerüstet ist, und zwar zeigt Fig. 1 einen aufrechten Längsschnitt, und Fig. 2 die zugehörige Oberansicht.
9 und B bezeichnen zwei prismatische Kohlestücke von rechteckiger Grundfläche. die sieh mit je einer aufrechten Seitenfläche a' und br berühren können und die Strom schlussstücke des Schalters bilden.
Die Strom schlussstücke --1 und B liegen in dem Strom- kreis einer einen Stromverbraucher speisenden Gleichstromquelle. Das Stromschlussstück <B>A</B> ist an einem Stabe a- (Fig. 1) und das Strom- schlussstück <I>B</I> an einem Stabe b2 befestigt. Die Stäbe n= und b2 bestehen aus nicht magnetischem Stoffe.
Der Stab a= ragt reit seinem freien Ende in eine entsprechende Ausnehmung eines rechteckigen Rahmens C und ist mit diesem starr verbunden. Der Stab b'= dagegen ist irn Rahmen C verschieb bar und trägt an seinem aus dem Rahmen C herausragenden Ende einen Handgriff b4, mittelst dessen das Stromsc.lilulistüek B in Richtung des Pfeiles x (Fig. 1) verschoben werden kann.
An der obern Fläche der Strom schlussstücke A und B ist je ein Funken horn, a:' und b3, befestigt, dessen Ursprung in der -Nähe der Berührungsflächen a' und b' liegt, und das in der aus Fig. 1 ersichtlichen "eise re.:htwinlzlib abgebogen ist.
An den senkrecht zu den Berührungsflächen a' und<I>b'</I> verlaufenden Innenseiten des Rahmens C sind zwei einander gegenüberstehende Polkerne r=' und c2 befestigt, die mit Erregerwicklungen <B>1.3</B> und c' umgeben sind. Die Erregerwick- lungen c3 und rr' sind mit Gleichstrom ge speist.
Die Polkerne r' und c= sind so an geQrdnet, dass:hre aufrechten Symmetrieebenen und die Berührungsflächen a' und<I>b'</I> des ge- se,lossenen Schalters in einer Ebene liegen.
Zri beiden Seiten der Funkenhörner a3 und b3 sind zwei aufrechtstehende, halbkreisförmige Sci)eiben r' und c'; angeordnet, die mit ab- wärtsgerichteten Stielen an den freien Pol fläehen der 1':@lherne c' und r2 befestigt sind.
Die lialbki@e:,#l'ürmigen Scheiben r- und r\ bilä'-n dernnaeh Polschuliteile des Blasmagnetes ,.r ,.
,,5 C= (a ,.G. Die Anordnung der halb- kreIsförmigen Scheiben e' und c' ist so ge- trolfen, dass ihre liegenden Durchmesser in die durch die obere Fläche der Polhörner a3, b=' :;ebildete Ebene fallen.
Infolge df_i- geschilderten .Anordnung und Aribildung der- Scheiben c und r'' ist die hraftliniendiehte des zwischen ihnen befind- lichen magnetischen Feldes um so kleiner, je näher die Austrittsstellen der Kraftlinien den) Umfange des Halbkreises liegen; die hraftliniendiehte nimmt dabei von dein Mittel- purilz-te des Halbkreises nach seinem Umfange auf allen Radien in gleicher Weise ab.
Für die Betrachtung der ZVirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung sei angenom- inen, dass siel) der Schalter zunächst in dein aus der Zeichnung ersichtlichen geschlossenen Zustande befindet, bei dem die durch die Stromseblussstficke A und B überbrückte Unterbrechungsstelle von einem elektrischen Strome durchflossen ist, und dass ausserdem die Magnetwicklungen c3 und c' erregt sind.
Ini Rahmen C wird dementsprechend ein magnetisches Feld erzeugt, dessen Kraft linien sich auf den in Fig. 2 strichpunktierten Wegen schliessen. Zum Unterbrechen des Stromes wird das Stromschlussstück B durch Ziehen am Handgriffe b' rasch im Sinne des Pfeiles x (F]-. 1) verschoben. Bei dieser Be wegung des Stromschlussstückes B entsteht an irgend einer Stelle der sich voneinander entfernenden Berührungsflächen a.' und 1,' der Stromschlussstücke A und B ein elek trischer Lichtbogen.
Dieser Lichtbogen wird sofort von dem quer zur Lichtbogenrichtung gerichteten magnetischen Felde von der Ent stehungsstelle weggetrieben, und zwar ist der Sinn des magnetischen Feldes so gewählt, dass das Wegtreiben des Lichtbogens in der Richtung nach oben erfolgt.
Der Lichtbogen erreicht demnach sehr rasch die obern Kanten der Berührungsflächen a .'- und<I>b'.</I> Bis zu diesem Augenblicke unterscheidet sich die ZVirkungsweise der vorliegenden @i@sc@vor- rielitung nicht von derjenigen bekannter Löschvorrichtungen. Sobald der Liehtbogen die obern Kanten der Bei-üln-ungsflächen 1-1' und b' erreicht hat,
kommt er in den Bereich des zwischen den Scheiben r' und r' über tretenden magnetischen Feldes und wird nun von diesem weitergetrieben. Dabei tritt er mit seinen Fusspunkten auf die Funkenbürner a3 und b3 über und wird an diesen mit grosser Geschwindigkeit weitergeleitet.<B>Er</B> nimmt dabei.
da für diesen Teil des magne tischen Feldes die Linien gleicher Kraft- liniendichte zu den Scheiben e-, r' konzen trische Halbkreise sind, ebenfalls halbkreis förmige (restalt an. Seine Länge nimmt da her sehr rasch zii, und er reift dementspre chend spätestens darin ab, wenn seine Fuss punkte an den Enden der Funkenhörner rr #. b angekommen sind.
Der Hauptvorteil der eben beschriebenen Vorrichtung besteht darin, dal.; der Licht bogen von dem Augenblicke an, wo seine Fusspunkte die obern Kanten der Berührungs flächen<I>a', b'</I> erreicht haben;
gezwungen wird. einen ganz bestimmten, genau vorgeschrie benen Weg mit geölter Regelmässigkeit und sehn grosser Geschwindigkeit zurückzulegen. Wie Versuche einwandfrei ergeben haben, ist dabei die Geschwindigkeit, mit welcher der Lichtbogen weggetrieben und gelöscht wird, so gi-of.;, dass auch bei sehr starken Strömen (z. B. 7000 A, 5,50 V bei einem Schalter für 75 A Dauerstrom) eine unzu lässige Erwärmung irgendwelcher Sehalter- teile niit Sicherheit vermieden wird.
Selbst bei so starken Strömen (Netzkurzschlüssen), bei denen der Lichtbogen trotz seiner halb- kreisfürmigen Gestalt auch dann nicht sofort < ibreil:ft, wenn seine Fusspunkte an den freien Enden der Funkenhörner angelangt sind, er folgt keine nennenswerte Beschädigung von Schalterteilen.
Wie durch besondere Versuche festgestellt wurde, zeigen sich in diesem Falle Schmelz perlen alt den Enden der Funkenhörner, da < diese Stellen etwas länger als die andern Stellen, wo sich Fusspunkte des Lichtbogens bilden niul,)teti.
Die bereits mehrfach erwähnte grosse Ge- schwindigkeit, mit weleber der Lichtbogen weggetrieben und gelöscht wird. ermöglicht es, auch Wechselstromkreise finit einem lsleich- stroinitiagnetfelde ohne Gefahr für den Sehalter zu unterbrechen. Die Zeit, innerhalb der der Wecbselstroinlichtbogen weggetrieben lind gelöscht wird, ist nämlich viel kleiner als die Dauer einer halben Periode, und es be steht daher keine Gefahr, dass der Licht bogen stehen bleiben kann.
Die Möglichkeit, Wechselstromlichtbogen mit einem Gleich strommagnetfelde auszulöschen, ist aber be sonders deshalb wichtig, weil das Auslöschen voll Wech#;elstroinliehtbogen mittelst eines Wechselstroniniagnetfeldes nur sehr schwer und oft gar nicht durchführbar ist.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass der Schalterweg nicht wesentlich grösser zu sein braucht als die Überschlagweite der höchsten in Fragekom menden Spannung. Der kleine erforderliche Schalterweg erweist-sich abgesehen voll an dern mechanischen Vorteilen besonders dann als erwünscht, wenn die Auslösung des Schal ters elektromagnetisch erfolgen soll. Es kön nen nämlich dann die Abmessungen des zum Auslösen erforderlichen Elektromagnetes be sonders klein gehalten werden.
Ohne dass am Wesen der Erfindung etwas geändert würde, wäre es möglich, die An ordnung so zu treffen, dass die Linien gleicher Kraftliniendichte für das zwischen den Schei ben übertretende Feld nicht eine halbkreis förmige, sondern eine aridere Form bekämen. Das ist besonders dann zweckmäfäig, wenn es sich darum handelt, den Lichtbogen nach einer bestimmten Seite hin besonders weit wegzutreiben.
Schliesslich hönnte man den zwischen den Scheiben liegenden Funken hörnern auch eine andere als die aus der Zeichnung ersichtliehe Richtung geben, die beim beschriebenen Ausführungsbeispiele ge wählte Anordnung der Funkenhörner ist aber besonders vorteilhaft.