Elektrischer Stromunterbrecher. Die Erfindung betrifft einen elektrischen Stromunterbrecher, und zwar von der Art, bei welcher das Löschen des Bogens durch an der Unterbrechungsstelle durch den zu unterbrechenden Strom geleistete Energie unterstützt wird, und bei welcher der Bogen in einer Kammer gebildet wird, die min destens eine seitliche Auslassöffnung für die Bogenprodukte besitzt, wodurch diese letz teren gezwungen werden, in einer Richtung quer zur Elektrodenbewegung zu entweichen.
Der erfindungsgemässe Stromunterbrecher kennzeichnet sich durch Mittel, dank welchen die während eines ersten Abschnittes der Ausschaltbewegung gebildeten Lichtbogen produkte für das Verlassen des Lichtbogen raumes einen grösseren Auslassquerschnitt vorfinden als die Produkte mindestens eines Teils des Lichtbogens während eines zweiten Abschnittes der Ausschaltbewegung.
Auf der Zeichnung sind sechs beispiels weise Ausführungsformen eines erfindungs gemässen Unterbrechers dargestellt. Fig. 1 ist ein achsialer Schnitt durch eine erste Ausführungsform des Unterbrechers; Fig. 2 entspricht dem Schnitt II-11 der Fig. 1; Fig. 3 ist eine schaubildliche Darstellung einer in Fig. 1 und 2 sichtbaren Klappe; Fig. 4 bis 8 zeigen einige der in Fig. 1 veranschaulichten Ablenkungsplatten des Unterbrechers;
Fig. 9 ist ein achsialer Schnitteiner zwei ten Ausführungsform; Fig. 10 und 11 sind Schnitte nach den Linien X-X bezw. XI-XI der Fig. 9 ; Fig. 12 und 13 veranschaulichen beson dere Ausbildungen von Ablenkungsplatten des Unterbrechers der Fig. 9; Fig. 14 ist ein senkrechter Querschnitt durch zwei übereinander gelegte Platten ge mäss. Fig. 12 und 13;
Fig. 15 ist ein achsialer Schnitt einer dritten Ausführungsform; Fig. 16 ist ebenfalls ein achsialer Schnitt einer vierten Ausführungsform; Fig. 17 ist eine Vorderansicht eines Schal ters gemäss einer fünften Ausführungsform; Fig. 18 ist eine Seitenansicht der Aus führungsform gemäss Fig. 17; Fig. 19 ist ein Schnitt nach der Linie XIX-XIX der Fig. 18;
Fig. 20 ist eine Ansieht von vorn einer Vorrichtung, die dazu :dient, eine Pause in der Öffnungsbewegung der beweglichen Elektrode einzuführen; Fig. 21 veranschaulicht eine weitere Vor richtung um eine Pause in der Elektroden bewegung zu erzielen; Fig. 22 ist ein achsialer Schnitt betref fend eine letzte sechste Ausführungsform, wovon die Fig. 23 einen Schnitt nach der Linie XXIV-XXIV darstellt.
Bei der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsform des Stromunterbrechers be steht der ortsfeste Kontakt aus vier Fingern. Unterhalb und seitlich dieses Kontaktes liegt der Auslass 2, welcher durch die Wandung des metallischen Zylinders 3 mit seinem iso lierenden Mantel 4 führt. Das Abschluss- glied 5 wird durch einen in geeigneter Weise am Zylinder befestigten Ring 6 in seiner Lage gehalten. Das Abschlussglied 5 selbst ist mit einer eine seitlich leicht verschiebbare Packung 7 enthaltenden Aussparung ver sehen.
Die Ablenkungsplatten 8 bis 13 wer den durch einen in den Zylinder 3 geschraub ten Ring 3a in ihrer Lage gesichert. Da der obere Teil des Zylinders 3 geschlossen ist, so können die Lichtbogenprodukte nur durch den Auslass 2 entweichen.
Die Kontaktfinger 1 sind aus Kupfer oder anderem elektrisch gut leitendem Stoff hergestellt und an ihrem untern Ende mit Ausnahme des dem Auslass 2 zugewendeten Fingers la mit Ansätzen 14 aus nichtzer brechlichem, zähem Isolierstoff versehen, zum Beispiel aus Vulkanfiber oder "Mi- caleg". Sämtliche Finger haben jedoch den selben Umriss.
Der bewegliche Kontakt 26 bewegt sich beim Ausschalten achsial zur Vorrichtung abwärts durch die Öffnungen der Ablen- kungsplatten 8 bis 13 hindurch. Dank der Isolierung am untern Teil .der Finger 1 be ginnt die Bildung des Lichtbogens am Kon taktfinger la und wird in bekannter Weise durch den Blasstrom der entweichenden Lichtbogenprodukte nach dem seitlichen Aus lass getrieben.
Die zirka in halber Höhe des Auslasses befindliche Ablenkungsplatte 8 ist mit einer schwenkbaren Klappe 15 ausgerüstet, die das Abschliessen der Öffnung der darunter lie genden Platte 10 besorgen kann.
Die Klappe 15 ist, wie aus Fig. 1 und 2 hervorgeht, an einer mittelst einer Schraube 17 an der Platte 10 befestigten Sockelplatte 16 aasgelenkt. Die Sockelplatte 16 kann aus dem gleichen Stoff wie die Ablenkungsplat ten bestehen. Auf die Klappe 15 wirkt eine an der Platte 16 befestigte Feder 18.
In Fig. 1 ist die Klappe -15 - in der ge schlossenen Lage veranschaulicht. Zwischen dem Rande der Klappe 15 und der b_ enach- barten Kante der Ablenkungsplatte 8, in welcher die Klappe angeordnet ist, wurde ein Zwischenraum 19 freigelassen. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, besitzt die untere Fläche der Klappe 15 eine Auskerbung 20. Befindet sich also die Klappe 15 .in der abgebildeten Lage, so besteht ein gewisser enger Durchlass für den Lichtbogen zwischen unterem und oberem Teil der Unterbrecherkammer.
Sollte die Klappe 15 oder ein. Teil dieser Klappe oder auch ein Teil des der Klappe benachbarten Baumaterials des Unterbrechers aus leitendem Stoff bestehen, so könnte die Klappe mit verhältnismässig dichtem Ab schluss vorgesehen werden. Es würde dann der Lichtbogen sich im untern Kammerteil als eine Fortsetzung des Bogens im obern Kammerteil ausbilden.
Bewegt sich die Elektrode 26 abwärts, so schwingt die federbeeinflusste, sonst durch die Elektrode offen gehaltene Klappe 15 über die Elektrodenspitze hinab und treibt den Lichtbogen gegen den seitlichen Auslass 2. Liegt die Klappe 15 in der in Fig. 1 dargestellten Lage, so bildet sie eine Scheide wand, durch welche die bewegliche Elektrode von dem über ihr befindlichen Kammerteil beinahe vollständig getrennt ist.
Während des ersten Teils der Abwärts bewegung cler Elektrode<B>26</B> finden die Licht bogenprodukte einen bequemen Weg durch den Teil des Auslasses, welcher in den Ab lenkungsplatten 9 oberhalb der durch die Klappe gebildeten Scheidewand liegt. Auch können aber diese Produkte um den Kontakt f herum in den untern Kammerteil geraten und durch den durch die Ablenkungsplatten 12 gebildeten Teil des Auslasses entweichen. Es kann hingegen der Blasstrom eines Licht bogenteils unterhalb der geschlossenen Klappe 15 nur durch diesen untern Teil des Auslasses entweichen.
Dieser Teil des Aus- lasses ist aber enger vorgesehen als derjenige oberhalb der Klappe 15. Dies veranschau lichen die die verschiedenen Ablenkungsplat ten darstellenden Fig. 5 und B.
Durch diese Anordnung werden für die Löschung eines Lichtbogens von geringer Stromstärke günstigere Bedingungen ge schaffen.
Es stellt sich tatsächlich heraus, dass es verhältnismässig leicht ist, einen einen starken Strom aufweisenden Lichtbogen zu löschen, weil in diesem Fall eine grosse Energie im Lichtbogen vorhanden ist, um den zum Aus löschen dienenden Blasstrom hervorzurufen. Eine Kammer, in welcher ein Lichtbogen grosser Stromstärke sicher ausgelöscht wird, besitzt aus diesem Grunde gewöhnlich zu grosse Auslässe, um das Auslöschen eines Lichtbogens geringerer Stromstärke zu be wirken.
Bei der bereits beschriebenen Konstruk tion sind die günstigen Bedingungen eines beschränkten Blasquersehnittes in einem ge gebenen Augenblick der Elektrodenbewegung erfüllt, welche das Löschen eines Licht bogens von geringer Stromstärke, wegen der Verringerung des Auslassquerschnittes gestat ten.
Durch geeignete Wahl der Länge der Lichtbogenstrecke, sowie des vollen Blasquer- sehnittes und des beschränkten Blasquer- schnittes bei einer gegebenen Normalstrom- stärke des Unterbrechers kann ein grösserer Bereich von Strömen durch denselben ein wandfrei unterbrochen werden, als dies mög lich wäre, wenn die Kammer nicht unterteilt wäre.
Bei einem erfindungsgemässen Strom unterbrecher,-der zu Beginn der Lichtbogen bildung in der ersten Kammer oberhalb der Scheidewand 15 zur Unterbrechung von 20000 Amp. geeignet ist, kann der Quer schnitt des obern Auslassteils etwa 430 mm@ betragen, während der Querschnitt des Aus lassteils unterhalb der Klappe 15 zum Bei spiel 215 mm' betragen kann. Der Zwischen raum 19 braucht dabei nicht grösser als etwa 80 mm' zu sein, bei einem Durchmesser der beweglichen Elektrode von zirka 22, mm.
Es ist jedoch nicht wesentlich, dass der gesamte Blasstromquerschnitt des seitlichen Auslassteils unterhalb der Klappe 15 gerin ger ist als der Blasstromquerschnitt oberhalb derselben, denn sobald sich die Elektrode<B>26</B> weit genug abwärts bewegt hat, um der Klappe 15 zu gestatten, sich zu schliessen, hat sich der gesamte Blasstromquerschnitt, welcher für den Raum oberhalb der Klappe 15 in Betracht kommt, verringert, weil der Auslassteil unterhalb der Klappe von .dem Raum oberhalb derselben abgeschnitten ist, so dass im genannten obern Raum günstigere Löschbedingungen geschaffen sind.
Die Anordnung des Gliedes 15 als Ab sperrscheidewand bietet einen grossen Vor teil im Vergleich mit bekannten Vorrichtun gen, welche mit Schliessklappen oder der gleichen versehen sind, weil beiden bekann ten Vorrichtungen der Lichtbogen zuerst durch eine beinahe geschlossene Kammer ge zogen wurde, in welcher keine Vorkehrungen getroffen waren, um in der genannten Kam mer einen Blasstrom hervorzurufen, der durch den Lichtbogen getrieben wird, um den Lichtbogen auszulöschen.
Infolgedessen entstand dort entweder eine Neigung zur Bildung eines gefährlichen hohen Druckes, wenn Lichtbogen von grosser Stromstärke unterbrochen wurden, bevor sie .durch die Schliessklappen oder Tore hindurchgingen, oder es entstand eine \ eigung, .dass ein .Stark stromlichtbogen unausgelöscht blieb und ge fährliche Drücke in der zweiten Kammer hervorrief.
Beim beschriebenen Unterbrecher wird dagegen -durch einen Starkstromlichtbogen ein genügender Blasstrom quer durch den Lichtbogen hervorgerufen, um ihn in der obern Kammer auszulöschen, welche einem verhältnismässig grossen Teil des Auslasses einbegreift, wodurch eine übermässige Druck erhöhung verhindert wird. Anderseits wird ein schwächerer Lichtbogen mit Hilfe des engeren Auslassteils in der untern Kammer ebensogut ausgelöscht, weil dort gleichfalls ein genübender Blasstrom aufrechterhalten werden kann, um .die Löschung ohne über triebene Druckerhöhung vorzunehmen.
Beider zweiten Ausführungsform gemäss Fig. 9 bis 14 ist eine Klappe 15 ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform angeordnet, jedoch erstreckt sich der seitliche Auslass 2 nur gegenüber dem obern Kammerteil. Diese Klappe kann auch vollständig oder teilweise aus leitendem Stoff bestehen.
Jede der Ablenkungsplatten 21, 22 be sitzt eine zusätzliche bogenförmige Öffnung 23 (Fig. 10 und 11), wodurch ein ungehin- derter Durchgang von der untern nach der obern Kammer geschaffen wird. Der er wähnte Durchgang kann sich von unten nach oben allmählich erweitern, was eine Kühl wirkung durch Ausdehnung der entweichen den Produkte hervorrufen kann.
Der untere Teil der Kammer besitzt seit liche in den Durchgang 23 hineinführende Glasöffnungen 24, die derart verengt sind, dass ihr Querschnitt kleiner ist, als derjenige des seitlichen Auslasses.
Die Kammer unterhalb der Klappe 15 ist mit einer federbeeinflussten, aus Isolierstoff bestehenden Klappe 25 ausgerüstet. Durch die Anordnung dieser Klappe ist bezweckt, den Lichtbogen nach den seitlichen Blas- öffnungen 24 hin zu führen. Um das Ge wicht dieser zweiten Klappe zu verringern, kann man sie mit Löchern 27 versehen.
Durch diese Ausführungsform wird die Möglichkeit erreicht, dass Lichtbogenpro- dukte, welche in .der untern Kammer erzeugt werden, durch die in den aufeinanderfolgen den Platten 22 vorgesehenen seitlichen Glas öffnungen 23 hindurchströmen. Sie steigen dann aufwärts und entweichen schliesslich durch .den in den Platten 21 vorgesehenen ,seitlichen Auslass, indem sie in der obern Kammer nochmals durch den Lichtbogen hindurchgehen.
In einer der Öffnungen 23, zweckmässig in der Öffnung der die Klappe 15 enthalten den Ablenkungsplatte kann eine nicht dar gestellte Kühlvorrichtung, beispielsweise eine Platte mit einer Anzahl feiner Bohrun gen vorgesehen sein, deren Gesamtquerschnitt mindestens dem gesamten Glasquerschnitt der seitlichen verengten Auslässe 24 der untern Kammer entspricht. Diese Vorrichtung dient dann zur weiteren Kühlung der in dem Raum unterhalb der Klappe erzeugten Lichtbogen produkte.
Bei einer von der letztbeschriebenen ab weichenden Ausführungsform können die Ablenkungsplatten der untern Kammer, an statt wie in Fig. 10 und 11, gemäss Fig. 12 und 13 ausgebildet sein. Solche Ablenkungs platten bewirken, dass die Lichtbogenpro- dukte, während sie den untern Lichtbogen raum in der gleichen Richtung, wie in der obern Kammer verlassen, herumgeführt wer den, so dass sie auch in diesem Falle in die obere Kammer an derjenigen Seite entwei chen, welche vom Auslass 2 entfernt ist.
Fig. 14 zeigt eine über einer Platte ge mäss Fig. 13 angeordnete Platte gemäss Fig. 12 im Querschnitt.
Hier können die Ablenkungsplatten ge mäss Fig. 12, welche die mit seitlichen Blas- öffnungen versehenen Platten gemäss Fig. 13 trennen, mit Aussparungen 28 versehen wer den, um den Kanal zu erweitern, welcher .die Lichtbogengase von den verengten Teilen der Ablenkungsplattenöffnungen in der untern Kammer nach der entgegengesetzten Seite dieser Kammer leitet.
Hierdurch wird das Entweichen der Lichtbogengase aus der untern Kammer erleichtert, da diese Grase über das Öl in den verschiedenen Kanälen hin wegströmen können, ohne das 01 zu bewegen. Es kann auch die Klappe 25 weggelassen wer den, da der Dichtbogen bereits durch die Klappe<B>1.5</B> über den seitlichen Auslass- ge drängt wird. Auch bei der Anordnung nach Fig. 14 kann, wie bei der oben beschriebenen Einrichtung ein Kühlgitter, beispielsweise eine mit einer Anzahl feiner Löcher ver sehene Platte im Kanal vorgesehen werden, durch welchen die obere Kammer mit der untern Kammer verbunden ist.
Der erwähnte Kanal kann so gestaltet sein,. dass er sich all inählich von unten nach oben erweitert.
Bei erfindungsgemässen Unterbrechern kann es erwünscht sein, zu verhindern, ,dass sich eine Klappe infolge des Druckunter- schiedes zwischen zwei benachbarten Kam mern, nach Überwindung des Federdruckes nach oben öffnet.
Dies kann beispielsweise mit Hilfe eines einfachen, nicht dargestellten Riegels .erfolgen, welcher im obern Teil der untern Kammer auf derjenigen Seite beweg lich angeordnet ist, welche von der ,Seite durch welche der Lichtbogen gezogen wird, entfernt ist. Dieser Riegel kann derartig an geordnet werden, dass er mit einem Aus schnitt eines Organes in Eingriff kommen bann. welches an .der untern Seite der oben erwähnten Klappe vorgesehen ist.
Der Rie gel selbst kann mit. einem Vorsprung ver- sehen sein, an dessen unterem Ende eine Fläche vorgesehen ist. Gegen diese abgeschrägte Fläche wirkt dann die bewegliche Elektrode, um den Riegel seitlich entgegen der Wirkung einer Feder wegzu stossen. wenn die erwähnte Elektrode auf- @vä.rts bewegt wird.
Die abgeschrägte Fläche gestattet es dann auch, dass sich der Riegel iii die Verriegelungsstellung bewegt, wenn die Spitze der beweglichen Elektrode nach unten entweicht.
Die in Fig. 15 dargestellte dritte Ausfüh rungsform des Unterbrechers weicht von der Ausführungsform nach Fig. 1 dadurch ab, dass zwischen dein festliegenden und .dem be- weglichen Unterbrecherteil ein Zwischenkon takt 29 angeordnet ist, welcher zugleich als Trennglied, um die Schalterkammer zu unter teilen, wirkt. Der Schalter ist derartig aus gebildet, dass die bewegliche Elektrode 26 den Zwischenkontakt 29 in der eingeschal teten Stellung- gegen den obern Kontakt 1, 1a drückt.
Beim Öffnen des Unterbrechers wird der Zwischenkontakt 29 mittelst Federn 30 mit der beweglichen Elektrode 26 in Berührung gehalten, bis der Zwischenkontakt auf die Ablenkungsplatte 10 gelangt, wodurch bei der Trennung der Lichtbogen zuerst im obern Kammerteil zwischen dem Kontakt. 1, 1a und dem Zwischenkontakt 29 gebildet wird.
Ist der zu unterbrechende Strom genügend stark, so kann der Lichtbogen sich selbst aus löschen, obwohl man dem Auslass .des obern Kammerteils einen verhältnismässig grossen Querschnitt gibt. Ist aber der Strom schwach, so kann der Lichtbogen andauern, bis der Zwischenkontakt 29 die Grenze seiner Bewegung erreicht und die Verbindung zwi schen dem obern und dem untern Kammer teil unterbricht. Durch die weitere Bewegung der Elektrode 26 -bildet sich jetzt zwischen dieser Elektrode und dem Zwischenkontakt 29 ein weiterer Lichtbogen.
Dieser zweite Lichtbogen befindet-sich nun in einem Kam merteil, welchem man einen geringeren Blas- querschnitt als dem ersten gegeben hat, so class der nun hervorgerufene -Druck einen genügenden seitlichen Blasstrom zur Selbst auslöschung hervorrufen kann.
Die Federn 30 müssen stark genug sein, um diesem Druck zu widerstehen.
Die Hülse 29a der Zwischenelektrode 29 kann .so bemessen sein, .dass sie gleitend in die,Öffnung der Platte 40 hineinpasst.
Die in Fig. 16 dargestellte vierte Aus führungsform ist mit einem senkrecht beweg lichen Schieber 31 zum Andern des Quer schnittes des Blasauslasses 2 versehen. Dieser senkrecht geführte geschlitzte Schieber 31 ist derartig angeordnet, dass seine Schlitze 32 mit den Blaskanälen in Übereinstimmung ge bracht werden können oder nicht. Die dazu nötige Bewegung wird mittelst eines Hebel systems erreicht, welches innerhalb der Kam mer angeordnet ist und durch .die bewegliche Elektrode 26 bewegt wird.
In der veran schaulichten Stellung ist .der Unterbrecher ge schlossen, das obere Ende .der beweglichen Elektrode 26 berührt die Kontaktfinger,des ortsfesten Kontaktes. In der Zeichnung ist nur einer der Finger 1 dargestellt.
In dieser Stellung hält die bewegliche Elektrode 26 die eine Seite eines um einen Zapfen 34 schwingbaren Doppelhebels 33 hoch, und zwar .durch Andrücken gegen einen Vorsprung 33a dieses Hebels, der zum Teil zwischen den Fingern des ortsfesten Kontaktes liegt.
Am rechtsliegenden freien Ende des He bels 33 ist ein Schlitz 35 vorgesehen, der mit einem Stift. 36 des Schiebers 31 zu sammenwirkt. Letzterer steht unter dem Ein fluss einer ihn nach abwärts zu be wegen suchenden Druckfeder 37.
Diese Ab wärtsbewegung wird durch einen Ansehlag 38 begrenzt. In der veranschaulichten Stel lung ist eine Abwärtsbewegung .des Schie bers 31 durch Einwirkung .der Feder 37 @da- durch verhindert, dass .das linke Ende des Hebels 33 durch eine federnde Klinke 39 festgehalten wird, die am einen Ende eines um einen Zapfen 41 drehbaren und gleich falls in der Kammer angeordneten Hebels 40 liegt.
Gegen den unterhalb des Zapfens 41 -befindlichen Teil des Hebels 40 wirkt eine weitere Feder 42, welcher ein über einen Lenker 43 mit dem Hebel verbundener, in einer an der Ablenkungsplatte 46 vorge sehenen Führung 45 verschiebbarer und gegen die Elektrode aufliegender 'Schieber 44 ent gegenwirkt, der an seiner Unterseite mit einem Ausschnitt 47 versehen ist. Der Be trag der zugelassenen Bewegung des genann ten Schiebers wird durch einen sich in .den Ausschnitt 47 erstreckenden Vorsprung 48 begrenzt.
Beim Öffnen :des Unterbrechers bleiben die bereits erwähnten Organe unbeweglich, bis das obere Ende der Elektrode 26 den Schieber 44 verlässt. In diesem Augenblick wird der von der Elektrode 26 freigegebene Schieber 44 durch die Feder 42 nach rechts bewegt, der Hebel 40 entsprechend ver- schwenkt, wodurch die Klinke 39 den Hebel 33 freigibt. Die Feder 37 drückt dann den Schieber 31 abwärts, bis er durch den An schlag 38 angehalten wird.
Der Zweck .dieser Bewegung ist, dass die in .dem Schieber vor gesehenen .Schlitze sich mit den entsprechen- denÖffnungen des seitlichen Blasauslasses 2 nicht mehr genau ,decken.
Beim .Schliessen des Unterbruches wird die bewegliche Elektrode 26 aufwärtsbewegt, .der Schieber 44 somit in seine ursprüng liche Stellung zurückbewegt. Sobald .die be wegliche Elektrode .den Hebel 33 erreicht, so wird derselbe wieder mit .der Klinke in Ein griff gebracht, gleichfalls .der Schieber 31 hochgehoben.
Der Schieber 31 kann derartig angeord net sein,,dass er auf Kugeln oder Rollen oder andern zur Verminderung .der Reibung .die nenden Organen gleitet. Ein Teil der Organe 33, 33a, 40, 44 ist aus Isolierstoff hergestellt, um eine leitende Verbindung zwischen der festen und der beweglichen Elektrode nach Trennung derselben zu verhüten.
Die verschiedenen Teile haben solche Ab messungen, dass beim Öffnen des Unter- bruches,die Klinke 39 den Hebel .33 in seiner verriegelten Lage hält, bis die bewegliche Elektrode 26 die Lichtbogenstrecke erreicht hat, welche am Ende des ersten Abschnittes der Lichtbogenbildung erforderlich ist.
Nach diesem ersten Abschnitt -der Lichtbogen bildung tritt daher die geschilderte Vorrich tung erst in Wirkung, um den Auslassquer- schnitt zu verringern, so dass in -wirksamerer Weise ein Lichtbogen ausgelöscht wird, wel cher um einen grösseren Betrag gezogen wird, als der Lichtbogenstrecke entspricht, die für den ersten Abschnitt der Lichtbogenbildung vorgesehen ist.
An Stelle .der beschriebenen Hebelvorrichtung kann eine mit totem Gang wirkende Vorrichtung oder irgendwelche Ver- zögerungsvorriohtung verwendet werden, um den Schieber 31 zu schliessen.
Bei der fünften Ausführungsform nach Fig. 17 bis 19 ist ausserhalb der Lichtbogen ka.mmer eine den gesamten Blasquerschnitt des seitlichen Auslasses beeinflussende Vor richtung vorgesehen.
Die Halsöffnung jeder der Auslassöffnungen 2 liegt zwischen einem Paar backenartiger Glieder 49, die um sich in achsialer Richtung in der Kammer erstrek- kende Zapfen 50 drehbar sind. An jeder Seite des Blasauslasses erstrecken sich zwei um Zapfen 53 und 54 des Gehäuses 3 dreh bare Hebel 51 und 52, wovon jeder mit Vor sprüngen 55 versehen ist,
welche in der dar g o estellten Lage mit den backenartigen Glie- dern in Berührung bleiben. Die beiden Hebel 51, 52 sind an ihren untern Enden mit einem Knebel 56 gelenkig verbunden, welcher in Fig. 17 in der geschlossenen Stellung veran schaulicht ist. Die beiden Glieder des Kne bels sind mittelst eines Gelenkzapfens 56a lose miteinander verbunden. Gegen die un tere Enden der Hebel 51, 52 wirken Druck federn 57.
An der Schalterquerstange 59 ist ein senkrechtes Glied 58 befestigt, an dessen oberem Ende ein nachgiebiger Knopf 60 vor gesehen ist. Dieeer Knopf wirkt, wenn die Querstange genügend weit abwärtsbewegt ist, gegen .den Knebel 56, derart, dass dieser letz tere geöffnet wird und die Hebel 51, 52 mit- telst der Federn 57 gegeneinander bewegt werden können. Die Vorsprünge 55 drücken infolgedessen jedes Paar der backenförmigen Glieder 49 nach innen, so dass jede der Aus lassöffnungen verengt wird.
Bei der weiteren Abwärtsbewegung der Querstange 59 ge langt das obere Ende .der .Stange 58 unter halb des Knebels 56, das heisst dieses obere Ende wird mit dem Lichtbogengehäuse ausser Berührung gebracht.
Sobald die Querstange 59 und die Stange 58 in die Schliessstellung zurückbewegt wer den, wird der Knebel 56 mittelst eines in einer gewissen Entfernung unterhalb des nachgiebigen Knopfes 60 angeordneten Ab satzes 61 (Fig. 18) der Stange 58 geschlos sen. Die Schliessbewegung des Knebels 56 wurde jedoch schon vorher durch den Knopf 60 eingeleitet. Bei der beschriebenen Schliess bewegung des Knebels werden die Hebel 51, 52 auseinandergedrüekt, so dass die Blasöff- nungen 2 in ihren ursprünglichen Zustand zurückgebracht werden.
Die Federn 57 sind an Vorsprüngen 62 des Gehäuses 3 angeordnet. Gegen die bak- kenförmigen Glieder 49 wirken Flachfedern 63 (Fig. 19), die in der Kammer selbst liegen.
Die Hebel 51 und 52 sind zweckmässig aus Isolierstoff hergestellt, um jede Gefahr einer elektrischen Verbindung zwischen den obern und untern Ablenkungsauslassöffnun- gen zu verringern.
In Fig. 20 ist eine Zusatzvorrichtung zum Erzielen eines kurzen Stillstandes in der Bewegung der beweglichen Elektrode in dem Augenblick, in welchem die Querschnitts änderung des Auslasses stattfindet, darge stellt.
Hierzu ist die bewegliche Elektrode 26 über ein Organ 65 fest mit einer in einer Führung 67 des Gehäuses 4 gleitenden Stange 66 verbunden. Die Stange @66 besitzt zwei übereinander angeordnete und um ver schiedene Werte nach aussen ragende Vor sprünge 68 und 69. Bei der Abwärtsbewe gung der Querstange 5'9 wirkt eine Rolle 70, die mittelst eines Lenkers 71 und einer Stange 72 mit der Querstange verbunden ist, gegen den Vorsprung 69. Auf diese Weise wird die bewegliche Elektrode 26 durch die Querstange um einen gewissen Weg nach unten bewegt, bis die Rolle 70, die längs der Führung 78 rollt, nach der Kammerachse zu seitlich dem Vorsprung 69 entweicht.
Während sich dann die Querstange 59 weiter nach unten bewegt, bleibt die beweg liche Elektrode stillstehen, bis die Rolle den zweiten Vorsprung 68 der Stange 66 er reicht und die Elektrode weiter nach unten mitnimmt. Dabei kann die bewegliche Elek trode mittelst eines biegsamen Verbindungs gliedes mit der Querstange 59 elektrisch ver bunden sein. Bei dem dargestellten Beispiel findet die Verbindung mittelst eines glei- Lenden zungenartigen Kontaktgliedes 59a statt. Das Glied 59a hat solche Länge, dass es stets über die Fläche 59b mit .der Quer stange in Verbindung bleibt.
Die Vorsprünge 68 und 69 könnten auch unmittelbar unter der beweglichen Elektrode 26 angeordnet werden.
Die erwähnte Pause in der Bewegung der beweglichen Elektrode kann auch mit Hilfe der in Fig. 21 veranschaulichten, mit einer Kurvenscheibe versehenen Vorrichtung er folgen. Hier ist an der Antriebsstange 75 der Unterbrecherquerstange 59 eine Rolle 74 angeordnet, die mit einer mit .dem Antriebs rad 77 fest verbundenen Kurvenscheibe 76 zusammenwirkt. Auf die Querstange wirkt in diesem Falle eine Druckfeder 78, die sich am Unterbrechergefäss 7'9 aufstützt. Die Stange 75 ist mit einem Schlitz 80 zum Durchgang der Welle 81 der Scheibe 76 ver sehen.
Wird das Antriebsrad 77 in der Pfeilrichtung und aus der veranschaulichten Stellung gedreht, so fällt die Rolle 74 zuerst über die Schulter 82 der Kurvenscheibe nach unten. Bei der weiteren Drehung -rollt sie über die Fläche 83, und es entsteht die ge wünschte Pause oder langsame Bewegung entsprechend der Gestalt der Fläche 83. End lich erreicht .die Rolle die Schulter 84, und der Schalter öffnet sich ganz.
Eine weitere Drehung bewirkt, wie er sichtlich, das Schliessen des Unterbrechers. Bei der letztbeschriebenen Vorrichtung wird eine gleitende oder biegsame elektrische Ver bindung zwischen der beweglichen Elektrode und der Querstange vermieden. Diese Anord nung ist besonders in dem Falle vorteilhaft, wenn es sich um eine doppelte Stromunter brechung handelt.
Bei .der in Fig. 22 und 23 dargestellten sechsten Ausführungsform ist die Unter- brecherkammer in eine Anzahl von Teilkam mern 96, 97, 98 unterteilt, welche nach unten durch mit Abstand übereinander an geordnete Platten 99, 100, 101 begrenzt wer den. Der obere Teil dieses Schalters ent spricht im wesentlichen dem obern Teil ge mäss der ersten Ausführungsform und braucht daher nicht eingehender beschrieben zu werden.
Jede der Platten 99, 100 und 101 besitzt zum Durchgang der beweglichen Elektrode 26 eine mittlere Öffnung 102, wel che man gegebenenfalls so gross wählen kann, dass eine Verbindung zwischen benachbarten Kammern gesichert wird, selbst wenn sich die Elektrode innerhalb der Öffnung befin det. Jede der Platten 99, 100 und 101 ist auch mit einem in Führungen 104 verschieb baren Schieber<B>103</B> versehen, der derartig wirkt, dass er -die Öffnung 102 schliesst, so bald die bewegliche Elektrode 26 sich ab wärts durch diese Öffnung bewegt hat. An- sonst liegt die Schieberöffnung über der Öff nung 102.
Zwischen je zwei aufeinanderfolgenden. die Kammer trennenden Platten ist ein um einen Zapfen 107 drehbares klappenartiges Abschlussorgan 106 vorgesehen, das die ent sprechende Auslassöffnung zu schliessen ver mag. Die Querschnitte der verschiedenen Auslassöffnungen nehmen von oben nach unten ab.
Jedes der Abschlussorgane 106 wird durch eine Druckfeder 108 nach innen in die geschlossene Lage gedrückt und über- mittelt diesen Druck mittelst eines Lenkers 109 dem entsprechenden Schieber 103, wo durch dieser Schieber gewöhnlich in der Öff nungsstellung gehalten wird.
Wird nun beim Öffnen des Unterbrechers ein Lichtbogen in der ersten Teilkammer ge zogen, so entsteht dort ein Druck, der das entsprechende Abschlussorgan 106 zu öffnen sucht. Das Öffnen dieses Organes wird jedoch zunächst dadurch verhindert, dass die beweg liche Elektrode in die Öffnung 105 des Schiebers 103 greift. Wenn aber die beweg liche Elektrode 26 unter die Öffnung 105 des Schiebers gelangt und der hervorgerufen Druck genügend gross ist, so öffnet sich das Abschlussorgan und gibt die seitliche Blas öffnung frei. Infolgedessen kann .die jetzt eintretende Expansion auf den Lichtbogen wirken, und zwar gleichzeitig mit dem Schliessen des Schiebers 103.
Diese Lage des obersten Schiebers ist in Fig. 23 veranschau licht. Die Schieber sind aus leitendem Stoff, zweckmässig Kupfer, hergestellt. An einer Kante sind die Schieber <B>103</B> mit Fiber 110 versehen. Erforderlichenfalls könnten sie auch vollständig aus isolierendem Fiber be stehen. In diesem Fall versieht man sie zweckmässigerweise mit einem engen Schlitz, durch welchen der Lichtbogen in der Schliess stellung des Schiebers hindurchtreten kann.
Wie ersichtlich, kann bei dieser Bau weise angenommen werden, dass das Ende des ersten Elektrodenbewegungsabschnittes mit dem Öffnen des obersten Abschlussorganes 1116 und dem Schliessen des Schiebers 103 stattfindet. Dasselbe gilt für den zweiten Abschnitt, gegen dessen Ende das mittlere Organ 106 geöffnet wird.
Am Ende des zweiten Abschnittes ist somit der gesamte brauchbare Querschnitt des dem in der zweiten Kammer befindlichen Lichtbogenteil zur Verfügung stehenden Aus lasses kleiner als derjenige ,der obersten Kam mer während und nach dem Ende des ersten Bewegungsabschnittes.
Bei dieser Ausführungsform kann die be wegliche Elektrode ohne eingeschaltete Pau sen abwärts bewegt werden.
Die Lichtbogenbildung setzt sich von Teilkammer zu Teilkammer fort, bis in einer oder mehreren Teilkammern geeignete Be dingungen zum Auslöschen des Lichtbogens auftreten.
Auf diese Weise würde ein Lichtbogen von grosser Stromstärke wahrscheinlich einen genügenden Druck hervorrufen, um sich selbst in der obern Teilkammer auszulöschen, in welcher der Auslassquerschnitt am grössten gewählt wird, während ein schwächerer Strom bestehen bleiben würde, bis der Licht bogen in eine Teilkammer gezogen wird, in welcher der Auslassquerschnitt klein genug ist, um das Löschen zu bewirken.
Nachdem der Lichtbogen ausgelöscht und der hervorgerufene Druck genügend gesunken ist, werden die Abschlussorgane durch ihre Federn geschlossen, gleichzeitig mit dem Zu rückkehren der Schieber 103 in ihre ur sprüngliche Lage. Die Öffnung 105 für den Durchtritt der beweglichen Elektrode blei ben offen und ein erneutes Schliessen des Schalters wird möglich.
Es ist in manchen Fällen zweckmässig, jedoch nicht wesentlich, den Unterbrecher so auszubilden, dass die Schieber 103 sich schliessen, bevor dem Druck freier Ausgang g o egeben wird. Dies kann beispielsweise da- durch bewirkt werden, dass sich die Ab gchlussglieder 106 längs Sitzen 111 von sol cher Form und Länge vorbeibewegen, dass eine genügende Bewegung zum Schliessen der Schieber stattfindet,
bevor die Auslassöff- nung freigegeben wird. Die Bewegung der Klappen 106 nach innen wird durch einen Anschlag 112 begrenzt.
Das Prinzip des Wechselns der Bedingun gen, unter welchen das Löschen des Licht bogens nach einer gegebenen Dauer der Tren nungsbewegung der Kontakte stattfindet, kann auch bei andern SchaIterausführungs- formen verwirklicht werden. So zum Bei spiel bei Einphasenschaltern mit mehreren, zum Beispiel zwei in Serie geschalteten Un terbrechungsstellen, die mittelst einer ge meinsamen Querstange betätigt werden. Bei einer solchen Ausführungsform besitzt dann jede Unterbrechungsstelle ihre eigene Kam mer mit ortsfesten Kontakten.
Eine der be weglichen Elektroden wird länger als die andere vorgesehen und bleibt daher mit dem entsprechenden Kontakt in Berührung, nach dem die andere Elektrode bereits einen Licht bogen gezogen hat. Die Kammer, in welcher der Lichtbogen zuerst entsteht, versieht man dann mit einem Auslass von grösserem Quer schnitt als die andere Kammer. Die zuerst genannte Kammer eignet sich infolgedessen besser zum Auslöschen von Lichtbögen von grosser Stromstärke, während schwächere Ströme in der zweitgenannten Kammer ge löscht werden.
Der Betrieb kann noch da durch verbessert werden, dass ein toter Gang eingesetzt, um eine Pause oder eine Ver zögerung der Bewegung des Kontaktes zwi schen den beiden Trennungen und ungefähr für die Dauer einer Periode hervorzurufen, bevor mit dem Ziehen des zweiten Licht- Bogens begonnen wird, um ,dem Strom des ersten Lichtbogens Gelegenheit zu geben, durch den Nullpunkt zu gehen, während sich .der Lichtbogen in dem Blasstrom in der Nähe des Auslasses befindet.
Will man beim U nterbrechen eines Wech- selstromlichtbogens und bei vorgesehener Pause - oder-Verlangsamung der Elektroden bewegung am Ende ihrer ersten Bewegungs periode das bestmögliche Resultat erzielen, so muss die Bewegung der Elektrode vom Anfang der Bogenbildung bis zum Ende der ersten Periode .durch rasches Trennen der Elektroden so schnell wie möglich stattfin den, so dass die entsprechende Entfernung, zum Beispiel in einer halben Periode oder weniger zurückgelegt wird.
Wird keine Pause vorgesehen, so kann eine gleichblei bende allgemein kleinere Geschwindigkeit über den ganzen Weg stattfinden, so dass der obenerwähnte in der ersten Periode zurück gelegte Weg sich annähernd über die Dauer einer ganzen Periode des Wechselstromes er streckt.
Ist der Strom. ein reiner Wechselstrom, so treten zwei Durchgänge durch Null bei jeder Periode ein; besitzt er eine genügend grosse Gleichstromkomponente, so findet im Grenzfall nur ein Durchgang durch Null statt.
Bekanntlich kann ein Wechselstrom im allgemeinen nur dann unterbrochen, das heisst das Wiederentstehen dieses Stromes nur dann verhindert werden, wenn die Unterbrechung bei einem der erwähnten Durchgänge durch den Nullwert oder in unmittelbarer Nähe dieses Durchganges stattfindet.
Wenn daher während des Vorganges des Ziehens des Lichtbogens die Länge desselben, der Druck, die Blasstromgeschwindigkeit, usw. am Ende des ersten Abschnittes der Elektrodenbewe- gung zur Löschung ungeeignet sind, so setzt sich die Lichtbogenbil,dung fort, bis der nächste natürliche Nullwert des Stromes ein tritt, was in dem obengenannten Grenzfall erst nach ungefähr einer Periode erfolgt,
bei reinem Wechselstrom jedoch schon nach einer halben Periode. Handelt es sich um die Unterbrechung von reinem W echseistrom mit einer oder meh reren Pausen in der Trennungsbewegung der Elektroden, so ist es von Vorzug, die Vor richtung @so zu treffen, dass jede Pause an nähernd um eine halbe Periodendauer früher beginnt, als die Vollendung .des Wechsels in dem genannten Querschnitt der in der Pause wirksamen Blasöffnung. In diesem Fall soll der y6Techsel des genannten Querschnittes der Bla:
söffnung ungefähr eine Periodendauer des Wechselstromes später als der Lichtbogen beginn beendet sein. Wird anderseits Wech selstrom unterbrochen, der eine Gleichstrom komponente enthält, so muss im obenerwähn- ten Grenzfall die Vorrichtung so getroffen werden, dass jede Pause der Elektrodenbewe- gung annähernd eine Periodendauer früher anfängt, als die Vollendung des Wechsels in dem gesamten Querschnitt der in der Pause wirksamen Blasöffnung. In diesem letzteren Fall muss also die Vorrichtung so getroffen werden,
dass der Wechsel des genannten Querschnittes der Blasöffnung'ungefähr zwei Periodendauern nach Beginn,der Lichtbogen bildung vollendet wird.
Die Berücksichtigung der Länge des Hubes während und nach der Lichtbogen- bildung ist praktisch besonders wichtig, da, im allgemeinen hierdurch die Tiefe des Be- häIters des Stromunterbrechers und der Um fang und die Stärke der Antriebsglieder, so wie auch der allgemeine Aufbau und der vom Stromunterbrecher eingenommene Raum be einflusst werden.
Ein unterbrochener Hub bedingt nun das Ziehen längerer Lichtbögen als notwendig, wenn man Hubpausen einschaltet. Wenn bei spielsweise bei einem mit einer einzigen Lichtbogenkammer versehenen Stromunter brecher die Geschwindigkeit der Trennung der Kontakte 250 cm in der Sekunde bei einer 50 Periodenwelle beträgt, wobei diese Geschwindigkeit zum Ziehen eines 5 ,ein lan gen Lichtbogens während des ersten einer Periodendauer entsprechenden Elektroden bewegungsabschnittes geeignet ist, so kann sich die bewegliche Elektrode um weitere 5 cm bewegen,
bevor die nächste Möglich keit der Lichtbogenauslöschung eintritt. Dies würde jedoch zu einer Vergrösserung der Lichtbogenenergie führen und würde die Ver wendung einer Unterbrechungsvorrichtung bedingen, welche 5 cm tiefer ist, als wenn die bewegliche Elektrode so angeordnet wäre, dass sie für eine Periode von dem Augenblick an in Ruhe bleibt, in welchem der Licht bogen zuerst eine Länge von 5 cm erreicht hat. Aus vorstehendem sind die besonderen Vorteile einer Pause oder einer Verzögerung der Elektrodenbewegling bei Wechselstrom ersichtlich.
Bewegt sich die Elektrode durch die Trennwandöffhungen der Teilkammern bis zu einem endgültigen Auslass, so ist bei Stromkreisen, bei denen dem obenerwähnten Grenzfall entsprechende Ströme auftreten können. die Entfernung zwischen den ge nannten Öffnungen derart zu wählen, dass die Bewegung zwischen zwei Öffnungen un gefähr in einer Periode und die Bewegung von der letzten Öffnung bis zum endgültigen Auslass in etwa zwei Perioden erfolgt. Die Verschlussorgane für die Öffnungen sind hierbei derartig zu steuern, dass sie gegen über dem Durchgang der Elektrode durch diese Öffnungen um eine Periode verspätet, geschlossen werden.
Wenn die Elektrode bei jeder Öffnung stillsteht oder die Elektroden- t> verzögert wird, so können die Öffnungen näher aneinander angeordnet wer den, wodurch die Länge des gesamten Hubes soweit wie möglich verringert wird.