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Löschkammer für elektrisehe Schalter.
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Die Anordnung wirkt in folgender Weise. Wenn sich der Kontakt l') vom festen Kontakt 14 entfernt, entsteht zwischen den Kontakten ein Lichtbogen. Das von diesem Lichtbogen erzeugte Gas strömt im ersten Augenblick der Kontaktbewegung aus dem Raume 15 durch die Öffnungen 18 und an der Aussenkante des Flansches 19 vorbei aus der Löschkammer hinaus. Der Differentialkolben, der durch den Zylinder 8, den oberen Absehlussflansch 9 und den Boden 10 gebildet wird, befindet sich hiebei noch in Ruhe.
Wenn sich aber der bewegliche Kontakt abwärts in den Raum 17 bewegt hat, dann wird der in der Löschkammer herrschende Druck, der von der Vergasung des Öles durch den Lichtbogen in der Löschkammer herrührt, den Kolben wie folgt in Bewegung versetzen : Der im Raume 17 herrschende Druck wirkt mit einer Kraft abwärts auf den Boden 10, und der im Raume 16 herrschende Druck mit einer Kraft aufwärts auf die Unterseite des Deekels 9. Da die nach unten wirkende Kraft grösser ist als die nach oben wirkende, bewegt sieh der Kolben unter Verminderung des Raumes 16 abwärts, wobei ein Flüssigkeitsstrom zwischen den Wänden 4 und 5 und durch deren Öffnungen 11, 12 gepresst wird. Wenn der Lichtbogen nicht schon bei der ersten Bewegung des Kolbens gelöscht wird, so tritt die Löschung unter allen Umständen während des späteren Teils der Kolbenbewegung ein.
Denn, da der Flansch 19 ziemlich gut in den zylindrischen Teil 20 der Kappe 2 passt, wird während des letzteren Teils der Kolbenbewegung eine Zusatzkraft auf den Kolben wirken, die von dem nunmehr im Raume 22 erhöhten Druck herrührt, und auf den Deckel 9 abwärts wirken.
Zufolge dieser zusätzlichen Kraft wird während des letzteren Teiles der Kolbenbewegung eine kräftige Flüssigkeitsströmung durch die Öffnungen 11 und 12 erzielt.
Auch in Fig. 2 bezeichnet 1 den Isolator, der die Löschkammer trägt. Am Isolator ist, genau wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1, eine Kappe 2 befestigt. Der feste Kontakt 14 ist aber bei dieser Anordnung von einem Zylinder 3 umgeben. Dieser Zylinder sowie zwei isolierte Zwischenwände- und 5 mit Öffnungen 11 und 12 für den beweglichen Kontakt 13 werden von einem weiteren Zylinder : getragen, der seinerseits von einem konzentrischen Zylinder 8 umschlossen ist.
Die drei Zylinder sind oben durch einen Deckel 9 verbunden ; unten sind die Zylinder 8 und'3. 3 durch einen Boden 10 mit
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versehen, die in der Kappe 2 befestigt sind und unten den Ring 25 tragen, der in den ringförmigen Raum zwischen den konzentrischen Zylindern 8 und 33 passt. Der Raum 15, in dem der feste Kontakt 1. J angeordnet ist, steht ebenso wie bei der Anordnung nach Fig. 1 am Anfang der Kontaktbewegung mit dem ausserhalb der Löschkammer befindlichen Raume in Verbindung, u. zw. bis sich der aus den Zylindern 8 und 33, dem Deckel 9 und dem Boden 10 bestehende Kolben so weit abwärts bewegt hat, dass der Flansch 19 sich gerade in dem zylindrischen Teil 20 der Kappe 2 befindet.
Ebenso wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel entsteht auch hier im Raume 1. j wegen der freien Verbindung mit dem Raume ausserhalb der Löschkammer kein nennenswerter Überdruck, weshalb sich der Kolben während des ersten Teiles der Lichtbogenbildung nicht in Bewegung setzen kann. Erst wenn der bewegliche Kontakt 13 in den Raum 17 gelangt ist, wird der dabei vom Lichtbogen erzeugte Druck in folgender Weise auf den Kolben wirken. Der im Raume 17 wirkende Druck hat keine Einwirkung auf die Kolbenbewegung zur Folge, denn der auf den Boden 10 nach unten wirkende Druck wird von dem, auf die Zwischenwand 5 nach oben wirkenden Druck aufgehoben.
Der im Zwischenraum zwischen den Wänden 4 und ? wirkende Druck übt auch keine Wirkung auf die Kolbenbewegung aus, da die aufwärts wirkende Kraft der abwärts wirkenden gleich ist. Die Kraft,
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erzeugten, auf den Boden 10 nach unten wirkenden Kraft und der vom Druck im Räume 26 auf den Deckel 9 nach oben wirkenden Kraft. Die letztere Kraft ist kleiner als die erstere, da die Bolzen 24
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der Fläche des Bodens 10 ist, auf die der Druck im Raume 26 wirkt.
In der Anordnung nach Fig. 3 bezeichnet 1 wie vorher einen Isolator, der die Löschkammer trägt. An diesem ist eine Metallkappe 2 befestigt und, im Gegensatz zu den Anordnungen nach den Fig. 1 und 2, bei dieser Anordnung die Löschkammer an der Kappe 2 befestigt. Die Löschkammer besteht aus einem Zylinder 8 mit einem Boden 10 aus Isoliermaterial. Auch der Zylinder 8 kann natürlich aus Isoliermaterial hergestellt sein. Der Zylinder 8 weist einen oberen engeren Teil 29 auf, der mittels Gewinde in der Metallkappe 2 befestigt ist. Im Zylinderteil 29 sind Öffnungen 30 vorgesehen, die in den Raum ausserhalb der Löschkammer münden. Der untere Teil des Zylinders 8 trägt an seiner Innenseite einen zylindrisch geformten Teil 31.
In der Aussenwand des Zylinders, gerade vor dem Teil 31, sind Öffnungen 32 vorgesehen. Der feste Kontakt 14 ist im Raume innerhalb des zylindrisehen Teiles 29 angeordnet, der von dem übrigen, vom Zylinder 8 umschlossenen Räume durch eine isolierte Zwischenwand 4 getrennt ist, die eine Öffnung 11 für den beweglichen Kontakt 73 aufweist. Unmittelbar unter der Zwischenwand 4 ist noch eine Zwischenwand 5 mit einer Öffnung 72 für den beweglichen Kontakt vorgesehen. Die Zwischenwand 5 wird von einem Zylinder 33 aus Isoliermaterial getragen, der bis zum Boden 10 reicht und in seinem unteren Teil mit Öffnungen 27 versehen ist.
Zwischen dem Zylinder 8 und seinem zylindrischen Teil il einerseits und dem Zylinder 33 anderseits
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Fig. 2, mit 15 und der Raum, in den die Spitze des beweglichen Kontaktes bei der Unterbrechung hineingezogen wird, mit 17 bezeichnet. Der von der grösseren Fläche des Differentialkolbens begrenzte Raum ist mit 26 und der von der kleineren Fläche abgeschlossene Raum mit 16 bezeichnet.
Diese Anordnung wirkt in folgender Weise : Wenn der bewegliche Kontakt 13 den festen Kontakt 14 verlässt, dann wird das vom Lichtbogen dabei entwickelte Gas durch die Öffnungen 30 herausströmen. Da aber der Lichtbogen zufolge der Bewegung des beweglichen Kontaktes abwärts in den Raum 17 gelangt, wirkt der vom Lichtbogen erzeugte Druck nach oben auf die Unterseite des Kolbens 34 und, da dieser sich daher nach oben bewegt, wird der Raum 16 verkleinert und die im Raume 16 befindliche Flüssigkeit zwischen den Wänden 4 und 5 und durch die Öffnungen 11 und 12 ausgepresst. Man erhält derart bei dieser Anordnung ebenso wie bei den zuvor beschriebenen eine Flüssigkeitsströmung gegen den Lichtbogen, aber erst wenn dieser in den Raum 17 eingezogen ist.
Beim Schliessen des Schalters kommt es. wenn die Spannung genügend hoch ist, vor. dass ein Überschlag zwischen den Kontakten entsteht. Wenn aber der Abstand zwischen der Zwischenwand 4 und dem festen Kontakt 14 zweckmässig gewählt ist, wird dieser Überschlag nicht eintreten, bevor die Öffnungen 11 und 12 von dem beweglichen Kontakt geschlossen sind. Das Gas, das vom Lichtbogen beim Schliessen des Schalters gebildet wird, strömt deshalb ganz durch die Öffnungen- ? hinaus und verursacht keine Bewegung des Kolbens'-) 6, der sich somit bei der folgenden Unterbrechung, die bei einem Zuschalten gegen einen Kurzschluss unmittelbar nach dem Schliessen erfolgt, in seiner Ausgangsstellung befindet.
Der bewegliche Kontakt 1.'1 ist mit einer Bohrung 36 versehen. die an der Spitze des Kontaktes beginnt und an dessen Seite so weit von der Spitze mündet, dass diese Mündung sich ausserhalb des Schalters befindet, wenn der Sciialter geschlossen ist.
Die Anordnungen nach den Fig. 1 und 2 unterscheiden sich von der nach Fig. 3 auch darin, dass bei den ersteren der Raum, der den festen Kontakt enthält, nur während des ersten Teiles der Kolbenbewegung offen ist, bei der folgenden Bewegung des Kolbens nach unten aber geschlossen wird, während bei der Anordnung nach Fig. 3 der Raum. der den festen Kontakt enthält, die ganze Zeit offen ist. Das wesentliche Merkmal der Erfindung ist eben, dass der feste Kontakt in einem Räume angeordnet ist, der wenigstens während des ersten Teiles der Lichtbogenbildung mit dem Raume ausserhalb der Löschkammer in freier Verbindung steht, von den vom Differentialkolben verschlossenen Räumen aber durch eine isolierte Zwischenwand getrennt ist, die eine Öffnung für den beweglichen Kontakt aufweist.
Derart ist der Raum. der den festen Kontakt enthält, mit den Räumen, die vom Differentialkolben begrenzt sind, ausschliesslich durch diese Öffnung verbunden. die geschlossen ist, wenn der Schalter geschlossen ist. In gewissen Fällen kann es zweckmässig sein. in der Zwischenwand andere Kanäle anzuordnen, die durch federbelastete Ventile geschlossen werden. Die Erfindung umfasst demnach auch solche Anordnungen.
Obgleich die Erfindung nur in Anwendung für flüssige Löschmittel beschrieben ist, kann doch
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Druck betätigten Differentialkolben. der einen Strom von Löschflüssigkeit gegen den Lichtbogen treibt, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Kontakt sich in einem Räume befindet, der wenigstens während des ersten Teiles der Lichtbogenbildung mit dem Raume ausserhalb der Löschkammer in freier Verbindung steht und mit den vom Differentialkolben verschlossenen Räumen ausschliesslich durch eine in einer isolierten Zwischenwand für den bewegliehen Kontakt vorgesehene Öffnung verbunden ist.
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Fire chamber for electrical switches.
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The arrangement works in the following way. When the contact 1 ') moves away from the fixed contact 14, an arc is created between the contacts. The gas generated by this arc flows at the first instant of the contact movement out of the space 15 through the openings 18 and past the outer edge of the flange 19 out of the quenching chamber. The differential piston, which is formed by the cylinder 8, the upper end flange 9 and the base 10, is still at rest here.
But if the movable contact has moved downwards into space 17, then the pressure in the quenching chamber, which results from the gasification of the oil by the arc in the quenching chamber, will set the piston in motion as follows: The pressure in space 17 Pressure acts with a downward force on the floor 10, and the pressure prevailing in the space 16 with an upward force on the underside of the dome 9. Since the downward force is greater than the upward force, the piston moves while reducing the Space 16 downwards, a flow of liquid being pressed between the walls 4 and 5 and through their openings 11, 12. If the arc is not extinguished during the first movement of the piston, the extinction occurs under all circumstances during the later part of the piston movement.
Because, since the flange 19 fits fairly well into the cylindrical part 20 of the cap 2, an additional force will act on the piston during the latter part of the piston movement, which comes from the pressure now increased in the space 22 and acts on the cover 9 downwards .
As a result of this additional force, a powerful liquid flow through the openings 11 and 12 is achieved during the latter part of the piston movement.
Also in Fig. 2, 1 designates the insulator that carries the arcing chamber. As in the embodiment according to FIG. 1, a cap 2 is attached to the insulator. The fixed contact 14 is surrounded by a cylinder 3 in this arrangement. This cylinder, as well as two insulated partition walls 5 and 5 with openings 11 and 12 for the movable contact 13, are supported by a further cylinder: which in turn is enclosed by a concentric cylinder 8.
The three cylinders are connected at the top by a cover 9; at the bottom are cylinders 8 and 3. 3 by a bottom 10 with
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which are fixed in the cap 2 and carry the ring 25 below, which fits into the annular space between the concentric cylinders 8 and 33. The space 15, in which the fixed contact 1. J is arranged, is just like in the arrangement according to FIG. 1 at the beginning of the contact movement with the space located outside the arcing chamber in connection, u. between. Until the piston consisting of the cylinders 8 and 33, the cover 9 and the base 10 has moved downward so far that the flange 19 is just in the cylindrical part 20 of the cap 2.
As in the previously described embodiment, there is no significant overpressure in space 1.j due to the free connection with the space outside the quenching chamber, which is why the piston cannot move during the first part of the arc formation. Only when the movable contact 13 has entered the space 17 will the pressure generated by the arc act on the piston in the following manner. The pressure acting in space 17 has no effect on the piston movement, because the pressure acting downward on the base 10 is canceled out by the pressure acting upward on the partition 5.
The one in the space between walls 4 and? acting pressure has no effect on the piston movement, since the upward force is the same as the downward force. The power
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generated force acting on the bottom 10 downwards and the force acting upwards on the cover 9 from the pressure in the space 26. The latter force is smaller than the former because the bolts 24
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is the area of the floor 10 on which the pressure in the space 26 acts.
In the arrangement according to FIG. 3, 1 denotes, as before, an insulator which carries the arcing chamber. A metal cap 2 is attached to this and, in contrast to the arrangements according to FIGS. 1 and 2, the extinguishing chamber is attached to the cap 2 in this arrangement. The extinguishing chamber consists of a cylinder 8 with a bottom 10 made of insulating material. The cylinder 8 can of course also be made of insulating material. The cylinder 8 has an upper narrower part 29 which is fastened in the metal cap 2 by means of threads. In the cylinder part 29 openings 30 are provided which open into the space outside the extinguishing chamber. The lower part of the cylinder 8 has a cylindrically shaped part 31 on its inside.
Openings 32 are provided in the outer wall of the cylinder, just in front of part 31. The fixed contact 14 is arranged in the space inside the cylindrical part 29, which is separated from the remaining space enclosed by the cylinder 8 by an insulated partition 4 which has an opening 11 for the movable contact 73. Immediately below the intermediate wall 4, another intermediate wall 5 with an opening 72 for the movable contact is provided. The partition 5 is supported by a cylinder 33 made of insulating material, which extends to the bottom 10 and is provided with openings 27 in its lower part.
Between the cylinder 8 and its cylindrical part il on the one hand and the cylinder 33 on the other hand
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Fig. 2, with 15 and the space into which the tip of the movable contact is drawn during the interruption, designated 17. The space delimited by the larger surface of the differential piston is designated with 26 and the space closed off by the smaller surface with 16.
This arrangement works in the following way: When the movable contact 13 leaves the fixed contact 14, the gas developed by the arc will flow out through the openings 30. However, since the arc enters the space 17 as a result of the movement of the movable contact downwards, the pressure generated by the arc acts upwards on the underside of the piston 34 and, since this therefore moves upwards, the space 16 is reduced and that in space 16 located liquid between the walls 4 and 5 and pressed through the openings 11 and 12. In this way, as in the case of those previously described, a liquid flow against the arc is obtained in this way, but only when it has moved into the space 17.
When the switch is closed, it happens. if the voltage is high enough, before. that a flashover occurs between the contacts. If, however, the distance between the partition 4 and the fixed contact 14 is expediently chosen, this flashover will not occur before the openings 11 and 12 are closed by the movable contact. The gas that is formed by the arc when the switch closes therefore flows completely through the openings-? addition and does not cause any movement of the piston'-) 6, which is therefore in its initial position during the following interruption, which occurs when switching on against a short circuit immediately after closing.
The movable contact 1.'1 is provided with a bore 36. which starts at the tip of the contact and ends at its side so far from the tip that this opening is outside the switch when the switch is closed.
The arrangements according to FIGS. 1 and 2 also differ from that according to FIG. 3 in that, in the former, the space containing the fixed contact is only open during the first part of the piston movement, after the subsequent movement of the piston but it is closed at the bottom, while in the arrangement according to FIG. 3 the space. which contains the fixed contact, is open all the time. The essential feature of the invention is that the fixed contact is arranged in a space that is in free communication with the space outside the quenching chamber at least during the first part of the arc formation, but is separated from the spaces closed by the differential piston by an insulated partition , which has an opening for the movable contact.
Such is space. which contains the fixed contact, with the spaces delimited by the differential piston, connected exclusively through this opening. which is closed when the switch is closed. In certain cases it can be useful. to arrange other channels in the intermediate wall that are closed by spring-loaded valves. The invention accordingly also includes such arrangements.
Although the invention is only described in the application for liquid extinguishing agents, it can
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Pressure actuated differential piston. which drives a stream of extinguishing fluid against the arc, characterized in that the fixed contact is located in a space which is in free communication with the space outside the extinguishing chamber at least during the first part of the arc formation and exclusively through the spaces closed by the differential piston an opening provided in an insulated partition for the movable contact is connected.