DE1055103B - UEberstromrelais mit einer durch UEberstrom verdampfbaren Widerstandsfluessigkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Überstromrelais mit einer durch Überstrom verdampfbaren Widerstandsflüssigkeit, welche in einer Kammer verhältnismäßig kleinen Volumens eingeschlossen ist, bei dem die Kammer mit einem Vorratsbehälter für die Flüssigkeit verbunden und ein durch den bei der Verdampfung entstehenden Dämpfdruck verschiebbares Wandelement vorgesehen ist, das durch seine Bewegung mindestens einen elektrischen Kontakt betätigen kann.

Es ist bereits ein Überstromrelais bekannt, dessen Sicherung eine durch Überstrom verdampfbare Widerstandsflüssigkeit enthält, die in einer Kammer geringeren Fassungsvermögens eingeschlossen ist. Diese Kammer steht einerseits mit einem Flüssigkeitsvorrat enthaltenden Behälter und andererseits mit einem Raum in Verbindung, dessen Wandflächen veränderlich sind, wobei wenigstens eine der Wandflächen des Raumes beweglich ausgebildet ist und eine Vorrichtung zur Steuerung elektrischer Kontakte betätigt.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß das bekannte Überstromrelais infolge seiner Mängel und Nachteile unbrauchbar ist. Deshalb ist man in der Praxis von Sicherungselementen dieser Art wieder abgegangen. Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, ein Überstromrelais dieser Art zu schaffen, das die Mängel und Nachteile des bekannten Gerätes nicht aufweist und ein einwandfreies Funktionieren einer solchen Einrichtung sicherstellt. Dies ist mit dem erfindungsgemäßen Überstromrelais, das gegenüber dem bekannten erhebliche Unterschiede und dementsprechend eine grundlegende andere Wirkungsweise zur Folge hat, dadurch erreicht, daß in der Kammer dicht benachbarte, flächenhafte Elektroden angeordnet sind, daß die Kammer einerseits durch wenigstens zwei in verschiedener Höhe angeordnete enge und lange Kanäle mit einem einen Flüssigkeitsvorrat enthaltenden Behälter und andererseits mit einem flüssigkeitsfreien Raum veränderlichen Volumens verbunden ist, der ein wesentlich kleineres Volumen aufweist als die zwischen den Elektroden in der Kammer befindliche Flüssigkeit, und daß in dem nussigkeitsfreien Raum das bewegliche, den bzw. die Kontakte betätigende Wandelement angeordnet ist.

Die Kontaktvorrichtung und die mit Widerstandsflüssigkeit gefüllte Kammer können in an sich bekannter Weise in Reihe geschaltet sein, derart, daß der durch die Kammer fließende Strom durch die Kontaktbewegung unterbrochen wird und die Einrichtung als Überstromschalter arbeitet. Es lassen sich somit Überstromschalter wirtschaftlich herstellen, die den wesentlichen Vorteil besitzen, die Stromstärke vor der Unterbrechung des Stromes, beispielsweise im Falle eines Kurzschlusses, beträchtlich herabzusetzen,

überstromrelais mit einer
durch, überstrom verdampfbaren
Widerstandsflüssigkeit

Anmelder:
Norbert Roger Beyrard, Paris

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Schiffer, Patentanwalt,
Karlsrühe, Kochstr. 3

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 29. Januar 1953

Norbert Roger Beyrard, Paris,
ist als Erfinder genannt worden

wodurch das Abschalten dieses Stromes mittels der Kontaktvorrichtung erleichtert wird.

Bei einer dargestellten Ausführungsform befindet sich die Kammer im Innern eines Behälters, mit dem sie über die erwähnten kleinen, engen und langen Kanäle eine Verbindung steht, wobei der Behälter einen Flüssigkeitsvorrat enthält und eine zur Abstrahlung der Wärme nach außen geeignet ausgebildete Wandung besitzt. Bei dauerndem Stromdurchgang durch die Kammer stellt sich somit zwischen dem Behälter und dieser Kammer durch Konvektion ein schwacher Flüssigkeitsumlauf ein, der indessen unter Berücksichtigung des geringen Widerstandes der Flüssigkeit ausreicht, die entwickelte Wärme abzuführen; durch Regelung des Querschnitts dieser Kanäle, d. h. des Flüssigkeitsumlaufes, läßt sich die Schwellenstromstärke genau einstellen, bei welcher die Verdampfung der Flüssigkeit in der Kammer einsetzt. Diese kleinen Kanäle, die ein zu rasches Entweichen des Dampfes verhindern, ermöglichen die Erzielung eines hohen Dampfdruckes, gestatten aber nichtsdestoweniger ein

4-5 teilweises Abströmen dieses Dampfes, verhindern die Explosionsgefahr der Kammer und erlauben ferner die Rückkehr der Flüssigkeit in diese Kammer für die Wiederinbetri ebnahme.

Wenn dagegen eine kräftige und beschleunigte Wirkung auf die Kontaktvorrichtung erwünscht ist, können diese kleinen Verbindungskanäle mit auf den Dampfdruck ansprechenden Ventilen od. dgl. versehen werden, die im Normalzustand den Flüssigkeitsumlauf nicht behindern, sich jedoch bei beginnender Dampf-

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entwicklung wenigstens teilweise schließen, um ein Absinken des Dampfdruckes in der Kammer zu vermeiden. In diesem Fall kann in der Kammer ein Sicherheitsventil vorgesehen sein.

Da die Verdampfungsschwelle der Flüssigkeit von der Temperatur der Flüssigkeit und ferner von dem auf ihr lastenden Druck abhängt, ist es durch Änderung dieser beiden Faktoren möglich, den Arbeitspunkt des erfindungsgemäßen Überstromrelais derart einzustellen, daß dieses als Thermostat oder als Druckausgleicher (Pressostat) arbeitet. In diesem Fall steht wenigstens die Kammer mit dem Medium veränderlicher Temperatur oder veränderlichen Druckes für die Steuerung dieses Mediums in Verbindung.

Der Raum veränderbaren Volumens, in welchem sich der Dampf entspannt, kann durch eine Bohrung gebildet werden, die durch einen Kolben abgeschlossen ist. Die Gefahr von Dampfverlusten ist bei einem derartigen Raum praktisch ohne Bedeutung. Um die Flüssigkeitsverluste vollständig zu vermeiden, können in gleicher Weise Kammern mit verformbaren Wandungen, z. B. nach Art von balgartigen Rohren, verwendet werden.

Vorzugsweise besteht die Kammer aus einem die eine Elektrode bildenden Hohlzylinder und einem koaxial in diesem angeordneten, die zweite Elektrode bildenden Zylinder, der im Hohlzylinder mittels einer die Kammer abschließenden, aus isolierendem Werkstoff bestehenden Hülse befestigt ist. In Weiterbildung des Erlindungsgedankens ist ein Überstromrelais für Mehrphasenstrom dadurch geschaffen, daß für jede der Phasen ein besonderes Überstromrelais vorgesehen ist, daß aber die beweglichen Wandelemente dieser Einzelrelais auf eine gemeinsame Betätigungseinrichtung einwirken, die mit voneinander unabhängigen Kontakten für jede der Phasen zusammenarbeitet.

In der Zeichung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Überstromrelais bzw. Überstromschalters,

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende, etwas abgewandelte Einrichtung, bei der die Anzeige einer etwaigen selbsttätigen Auslösung ermöglicht ist, im Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 3,

Fig. 3 eine Draufsicht der in Fig. 2 dargestellten Einrichtung bei abgehobenem Deckel,

Fig. 4 den Teil, der die Kontakte der in Fig. 2 gezeigten Einrichtung enthält, in der Stellung, die einem beabsichtigten oder selbsttätigen Auslösen entspricht,

Fig. 5 in einem Fig. 1 und 2 entsprechenden Schnitt eine abgewandelte Ausführungsform der Flüssigkeitswiderstandskammer,

Fig. 6 einen Schnitt durch ein für Dreiphasenstrom ausgebildetes überstromrelais bzw. Überstromschalter,

Fig. 7 einen vergrößerten Schnitt nach der Linie VII-VH der Fig. 6 und

Fig. 8 schematisch eine Einrichtung unter Verwendung des in Fig. 6 und 7 dargestellten Schalters als Ein-Aus-Schalter.

Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung weist einen beispielsweise aus Eisenblech bestehenden zylindrischen Behälter 1 auf, der durch einen Boden 2 abgeschlossen ist und die leitende Flüssigkeit 3 enthält. Die mit Widerstandsflüssigkeit gefüllte, ebenfalls zylindrische Kammer 4 ist im Innern des Behälters 1 angeordnet und wird von einem mit dem Boden dieses Behälters verlöteten oder verschweißten Träger 5 getragen. Diese Kammer aus Metall bildet

selbst die eine Elektrode. Im Innern der Kammer und konzentrisch zu ihr ist eine zweite, massive und zylindrische Elektrode 7 angeordnet. Die beiden Elektroden werden durch eine isolierende Hülse 6, welche die Kammer 4 umgibt und in welche die Elektrode 7 eingepaßt ist, voneinander isoliert und in gegenseitigem Abstand gehalten.

Der Behälter 1 ist durch eine Platte 8 aus Isolierstoff verschlossen, die unter Zwischenlage einer nachgiebigen Dichtung 9 sowohl auf dem umgebogenen Rand des Behälters 1 als auch auf dem oberen Rand der Hülse 6 aufliegt. Schraubenbolzen 10 gewährleisten den dichten Verschluß des Behälters 1.

Die Elektrode 7 ist mit einer zu ihrer Achse parallelen, verhältnismäßig weiten Bohrung 11 versehen, die sich in einer Bohrung 12 verminderten Durchmessers fortsetzt, die ihrerseits in den Zwischenraum 13 zwischen der Kammer 4 und der Elektrode 7 mündet. In der Bohrung 11 befindet sich ein Kolben 14, der durch eine Feder 15 gegen den Boden dieser Bohrung gedrückt wird. Die Verschiebebewegung des Kolbens 14 in der Bohrung 11 wird durch eine mit dem Kolben verbundene Stange 16 geführt, die einen Gewindestopfen 17 durchdringt, der das obere Ende der Bohrung 11 verschließt.

Auf der Oberseite der Platte 8 und auf der Oberseite der Elektrode 7 ist ein durchbrochener Isolierkörper 18 angeordnet, der in seiner mittleren Ausnehmung 18 a die festen Kontaktstücke 19 und 20 trägt. Eine Schraube 21 verbindet das Kontaktstück 19 mit der Elektrode 7, während am Kontaktstück 20 ein von außen kommender Leiter 22 endigt. Die Verbindung zwischen den Kontakten wird durch eine federnde Kontaktbrücke 23 hergestellt, die an ihren Enden die mit den Kontaktstücken 19 und 20 zusammenarbeitenden Kontaktstücke 24 bzw. 25 trägt. Die federnde Kontaktbrücke 23 wird von einer Stange 26 aus Isolierstoff getragen, auf der sie einerseits durch eine Schulter dieser Stange, andererseits mittels eines Stiftes 27 befestigt ist. Die Stange ragt in eine Bohrung 28 des Körpers 18., die koaxial zu den in der Elektrode 7 vorgesehenen Bohrungen liegt, und das Ende der Stange gelangt in der Einschaltstellung der Kontakte in die unmittelbare Nähe des Endes der Stange 16. In ihrem oberen Teil läuft die Stange 26 in einen Druckknopf 26 a aus, welcher den Druckknopf »Ein« darstellt. Die Stange 26 kann mittels in ihr vorgesehener Rillen 32 und 33 durch eine Kugel

29 verriegelt werden, die unter der Wirkung einer sich auf einen Gewindebolzen 31 abstützenden Feder

30 steht. Ein doppelt gegabelter Hebel 34, der um eine Achse 35 schwenkbar ist, gestattet die eingedrückte Stange 26 mittels eines isolierenden Druckknopfes 36, der den Druckknopf »Aus« darstellt, zurückzuführen.

Die Einrichtung arbeitet folgendermaßen: In der in der Zeichnung wiedergegebenen Stellung durchfließt der über den Leiter 22 ankommende Strom die federnde Kontaktbrücke 23, gelangt zur Elektrode 7 und wird durch die Flüssigkeit zum Gefäß 4 geleitet, worauf er über den Träger 5 dieses Gefäßes und über eine Klemme des Behälters 1, z. B. über die mit der abgehenden Leitung 38 verbundene Klemme 37, abfließt. Solange die Stromstärke normal ist, fließt der Strom ungehindert, und die geringen ohmschen Verluste in der Kammer werden durch die darin befindliche Flüssigkeit auf den Behälter 1 übertragen und von diesem nach außen abgestrahlt. Ferner weist die Kammer 4 kleine, enge und lange Kanäle 39 und 40 auf, die einen beschränkten Umlauf in der elektro-

lytischen Kammer durch Flüssigkeitsströmung ermöglichen und die Abführung der Wärme begünstigen. Wenn die Stromstärke über zulässige Werte ansteigt, beispielsweise infolge eines Kurzschlusses, verdampft die Flüssigkeit in dem Zwischenraum zwisehen den beiden Elektroden rasch — praktisch in einem Bruchteil einer Periode des Wechselstromes —, und es ergibt sich sofort ein Absinken der Kurzschlußstromstärke, weil der dem Stromdurchgang entgegenwirkende Widerstand des Flüssigkeitsdampfes mindestens hundertmal größer ist als der Widerstand der Flüssigkeit selbst. Gleichzeitig wirkt dieser Dampf auf den Kolben 14 und treibt diesen nach oben, wobei die Feder 15 zusammengedrückt wird. Infolgedessen wird die Stange 26 zurückgestoßen, und die Kontakte 19 und 24 einerseits sowie 20 und 25 andererseits werden voneinander getrennt. Übrigens werden, da der elektrische Stromkreis eine Schleife bildet, die sich etwa zwischen diesen Kontaktstücken bildenden Lichtbogen links und rechts der Stange 26 nach außen weggeblasen, wodurch die Kraterbildung an den Berührungspunkten der Kontaktstücke vermieden wird. Der Überschuß des in der Kammer entwickelten Dampfes gelangt durch die Kanäle 39 und 40 in das Innere des Behälters und kondensiert dort, und Flüssigkeit kann von neuem ungehindert in die Kammer zurückfließen, da dann der Strom an den Kontaktstellen abgeschaltet ist. Die Abschaltung wird durch die Verriegelung aufrechterhalten, welche die Kugel 29 in der Rille 33 darstellt. Für die Inbetriebnahme der Einrichtung genügt es, den Druckknopf 26 a zu betätigen, wodurch dieser in die in der Zeichnung dargestellte Lage zurückgebracht wird. Ein Druck auf den Knopf 36 gestattet, den Strom im Stromkreis auch absichtlich abzuschalten.

Bei dieser Einrichtung wird jedoch der Grund für das Trennen des Stromkreises nicht angezeigt. Es ist von vornherein nicht zu erkennen, ob nach erfolgter Trennung der Kontakte der Strom durch Betätigung des Druckknopfes 36 oder durch eine Dampfentwicklung unterbrochen wurde. Um diesem Mangel abzuhelfen, kann diese Einrichtung in der durch Fig. 2 und 3 wiedergegebenen Weise ausgeschaltet werden, wobei die Gesamtanordnung im wesentlichen derjenigen nach Fig. 1 entspricht. Auf der Isolierstoffplatte 8, die den Behälter 1 verschließt, ist eine U-Schiene 41 befestigt, die zur Lagerung der Achsen 42 und 43 dient. Um die Achse 42 ist eine Platte 44 schwenkbar, deren eine Seite am Ende der Stange 16 anliegt. Auf der Achse 43 ist ein Kontaktarm 45 schwenkbar, der mit seinem unteren Ende mittels eines biegsamen Leiters 46 und der Schraube 21 mit der Elektrode 7 verbunden ist. Der Kontaktarm 45 trägt ein Kontaktstück 47, das mit einem festen Kontaktstück 50 zusammenarbeitet, welches durch einen auf einem Isolierstück 49 befestigten Träger 48 gehalten wird. An den Träger 48 ist der ankommende Stromleiter 51 angeschlossen.

Im Kontaktarm 45 ist eine federnde Rastvorrichtung vorgesehen, deren Kugel 52 über die Rückseite des Armes herausragt. Im Unterteil der U-Schiene 41 ist eine zweite federnde Rastvorrichtung angeordnet, deren Kugel 53 aus der Unterfläche dieser U-Schiene hervorsteht. Die Einrichtung wird durch drei Druckknöpfe vervollständigt, und zwar durch einen Knopf »Ein« 54 und einen Knopf »Aus« 55, die beide entgegen Federdruck in dem Isolierstück 49 verschiebbar sind und deren Enden den Kontaktarm 45 beiderseit der Achse 43 betätigen können. Der dritte Knopf

56, der ebenfalls entgegen dem Druck einer Feder in einem zwischen den Flanschen der U-Schiene 41 befestigten Isolierkörper 57 verschiebbar ist, dient zur Betätigung der Platte 44 jenseits ihrer Drehachse.

Die beschriebene Einrichtung arbeitet folgendermaßen: Zunächst durchfließt der Strom in der in der Zeichnung wiedergegebenen Einstellung wie bei Fig. 1 die Einrichtung über den Stromkreis, der gebildet wird durch den Leiter 51, den Träger 48, die Kontaktstücke 47 und 50, den Kontaktarm 45, den biegsamen Leiter 46, die Schraube 21, die Elektrode 7, die Kammer 4, den Träger 5 dieser Kammer, die Klemme 37 und den Leiter 38. Um diesen Strom absichtlich zu unterbrechen, wird der Druckknopf 55 betätigt, durch den der Kontaktarm 45 zurückgestoßen wird, so daß dessen unteres Ende mittels der durch die Kugel 53 gebildeten federnden Rastvorrichtung verriegelt wird. Um die Einrichtung wieder einzuschalten, wird der Druckknopf 54 betätigt, wodurch das untere Ende des Armes 45 auf die andere Seite der Kugel 53 zurückgeführt wird. Da der obere Teil dieses Armes federnd ist, wird das Kontaktstück 47 auf das Kontaktstück 50 gepreßt und dieser Kontaktdruck durch die Kugel 53 aufrechterhalten. Wie Fig. 4 erkennen läßt, die den Kontaktarm 45 in offener Stellung zeigt, wird die abwechselnde und absichtliche Betätigung der Druckknöpfe 54 und 55 durch die Platte 44 nicht beeinträchtigt, deren oberes Ende 44 a in der Nähe der Achse 43 ruht.

Sobald z. B. bei Überstrom in der Kammer eine Dampfentwicklung einsetzt, wird der Kolben 14 zurückgestoßen, der die Schwenkung der Platte 44 um ihre Achse 42 bewirkt. Bei dieser Bewegung überwindet das obere Ende 44 a der Platte die federnde Sperrung durch die Kugel 52 und stößt den Arm 45 in die offene Stellung. Hierbei nimmt die Platte 44 schließlich die in Fig. 4 gestrichelt gezeichnete Stellung 44' ein, wobei ihr auf die andere Seite der Kugel 52 gewandertes Ende 44a das erneute Schließen des Armes 45 mittels des Knopfes 54 verhindert. Für die Wiederinbetriebnahme ist es erforderlich, zunächst den Rückstellknopf 56 zu drücken, damit das Ende 44 a der Platte 44 auf die andere Seite der Kugel 52 zurückkehrt. Der Arm 45 kann dann wieder umgelegt werden. Die Notwendigkeit, für die Rückführung der Kontakte den Knopf 56 zu drücken, zeigt an, das es erforderlich ist, den überwachten Stromkreis zu überprüfen, um den Grund für die Verdampfung der Flüssigkeit in der Kammer zu finden.

In den beschriebenen Einrichtungen ergänzt der kegelartige Verschluß des Kanals 12 durch den Kolben 14 bei normalem Betrieb die Abdichtung des Behälters 1, so daß Flüssigkeitsverluste aus diesem Behälter kaum zu befürchten sind. Während des durch die Verdampfung bewirkten Auslösens kann eine sehr kleine Dampfmenge in die Zwischenräume zwischen dem Kolben 14 und der Bohrung 11 sowie zwischen der Stange 16 und ihrer Führung entweichen, jedoch ist diese Dampfmenge unter Berücksichtigung des Vorrats an Elektrolyt im Behälter 1 vernachlässigbar. Es können somit sehr viele Abschaltungen durchgeführt werden, ohne daß dadurch eine merkliche Veränderung der Flüssigkeitsmenge im Behälter eintritt.

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen kann es vorkommen, daß der in der Kammer entwickelte Dampf zuwenig Druck hat, um in Anbetracht der durch die Kanäle 39 und 40 gegebenen Dampf Verluste den Kolben 14 in Bewegung zu setzen. Um diesem Mangel abzuhelfen, können diese Kanäle durch mechanische oder durch von der Strömung be-

einflußte Ventile verschlossen werden, wie dies beispielsweise in Fig. 5 gezeigt ist. In dieser Zeichnung laufen die Achsen der Kanäle 39 nach einem Punkt zusammen, so daß nach der Verdampfung die beiden aus diesen Kanälen heraustretenden Dampfstrahlen aufeinandertreffen und in der Nähe der Mündungen der Kanäle 39 eine Wirbelung hervorrufen, die die Ausströmung des Dampfes erschwert. In der gleichen Figur ist der Kanal 40 durch eine Bohrung 60 ersetzt, in welcher ein kleines, unter der Wirkung einer Rückholfeder 62 stehendes Ventil 61 angeordnet ist. Eine Schulter 61 α der Ventilstange begrenzt dessen Hub. Der Stopfen 63 ermöglicht die Verschiebung des Ventils, während die kleinen seitlichen Kanäle 64 die Verbindung der Kammer 4 mit dem sie umschließenden Behälter herstellen, solange das Ventil 61 geöffnet ist. Sobald die Verdampfung einsetzt, wodurch der Druck im Innern der Kammer 4 ansteigt, legt sich das Ventil 61 auf seinen Sitz.

Fig. 5 zeigt zugleich die Möglichkeit, den Kolben 14 durch ein balgartiges Rohrelement 65 zu ersetzen, dessen mit einem Ansatz 65 a versehenes geschlossenes Ende die Stange 28 betätigt. Die Ausdehnbewegung dieses balgartigen Rohres wird durch die Wand der Bohrung 11 geführt. Sein offenes Ende stützt sich auf den Boden dieser Bohrung ab und kann beispielsweise auf diesem Boden festgeklebt sein. Das balgartige Rohr 65 ist über den Kanal 12 mit dem Innern der Kammer verbunden. Die Bewegung der Stange 28 wird somit bei normalem Betrieb durch die Ausdehnung des Balges ohne Dampfverlust erhalten, und dieser Balg bildet bei Überdruck ein Sicherheitsventil, weil er sich vom Boden der Bohrung 11 lösen kann, wenn seine Ausdehnung zu groß wird.

Die beschriebenen Schalter können ohne weiteres für Mehrphasenstrom verwendet werden, indem in jede Phase eine elektrolytische Kammer eingeschaltet wird und indem sämtliche Kontakte fest untereinander verbunden und durch ein gemeinsames Steuerorgan getragen werden. Wie Fig. 6 zeigt, ist es vorteilhaft, sämtliche Kammern in einem gemeinsamen Behälter anzuordnen. In diesem Behälter 66 sind Hohlkörper 67 a, 67 b, 67 c aus Isolierstoff befestigt, in denen die Kammern 4a, 4 fr, 4 c angeordnet sind. Der Boden einer jeden Kammer ist mit einer Stange 68 a,

68 Zi, 68 c versehen, welche die Ausgangsklemme der betreffenden Kammer bildet. Auf dem Rand der Hohlkörper liegen die Innenelektroden 7a, 7b, 7c der Kämmern auf. Die Kolben 14 a, 14 b, 14 c sind wie zuvor in Bohrungen dieser Elektroden verschiebbar. Das Ganze ist durch eine isolierende Abschlußplatte

69 des Behälters abgedeckt, die auf ihrer Unterseite Kammerwände 70 a, 70 b, 70 c aufweist, welche die Hohlkörper des Bodens umfassen und auf der oberen Außenfläche der Elektroden 7a, 7b, 7c anliegen. Jede Elektrode ist durch diese Abdeckplatte hindurch mit einem Kontaktstück 71 a, 71b, 71c verbunden. Auf der Oberseite der Platte sind Lagerböcke 72 angeordnet, in denen eine Welle 73 drehbar ist, die außerhalb der Lagerböcke \-orzugsweise quadratischen Querschnitt besitzt und von einer isolierenden Hülse 74 umschlossen ist. wie Fig. 7 erkennen läßt. Gegenüber jeder Kolbenstange 14 a, 14b, lic ist diese Welle mit Fingern 75 a, 75 b, 75 c versehen und gegenüber jedem Kontaktstück 71 a, 71b, 71c mit einem Kontaktarm, der gemäß Fig. 7 aus einem federnden Streifen 76 besteht, der an einem auf der Welle angeordneten Träger 77 befestigt ist. An dem vom Streifen 76 abgekehrten Ende des Trägers 77 ist ein

biegsamer Leiter 78 angeschlossen, der an der Eingangsklemme 79 endigt. Auf die Welle 73 ist ferner ein Kreissektor 80 aufgesetzt, der zwei kreisförmige Ausnehmungen 81 und 82 aufweist, in die eine unter der Wirkung einer Druckfeder 84 stehende Kugel 83 einfallen kann. Die Feder 84 wird von einem auf der Platte 69 befestigten Träger 85 gehalten, der teilweise der Form des Sektors 80 angepaßt ist. Schließlich trägt die Welle am Ende einen Handgriff 87., der zur Drehung der Welle von Hand dient.

Bei normalem Betrieb dient die Flüssigkeit im Behälter 66 als gemeinsamer Vorrat für sämtliche Kammern. Daraus entsteht kein Nachteil, weil wegen der gegenseitigen Isolierung dieser Kammern in der Flüssigkeit kaum Stromverluste auftreten können, außer über die Kanäle, die in den genannten Kammern zur Verbindung mit dem Innern des Behälters 66 vorgesehen sind. Die so vorhandene Isolierung kann noch verbessert werden, indem diese Kanäle durch kleine gebogene Röhren 88 (Fig. 6), vorzugsweise aus Isolierstoff, gebildet werden, die wegen ihrer Krümmung den zusätzlichen Vorteil bieten, bei Dampfentwicklung in den Kammern Strömungsventile zü bilden. Es ist bekannt, daß hohe Strömungsgeschwindigkeiten durch gekrümmte Rohre herabgesetzt werden. Ferner kann durch passende Wahl der Länge dieser Röhrchen der Flüssigkeitsumlauf in den Kammern unter dauernder Kontrolle gehalten werden.

Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform entspricht derjenigen der an Hand von Fig. 1 und 2 beschriebenen Ausführungsbeispiele. Sobald einer der Kolben 14 den zugehörigen Finger 75 zurückstößt, dreht sich die Welle 73 als Ganzes, und die durch die Kugel 83 bewirkte Verriegelung, die diese Welle in der geschlossenen Kontaktstellung gehalten hatte, hält sie nun in der offenen Kontaktstellung. Das erneute Schließen des Stromkreises ist von Hand mittels des Handgriffes 87 möglich.

Bei den beschriebenen Beispielen liegen die durch den Dampfdruck betätigten Kontakte in Reihe mit der Kammer. Die Kontakte und die Kammer können gleichwohl mit zwei verschiedenen Stromkreisen verbunden sein, von denen somit der eine den anderen steuert; die Einrichtung bildet dann ein Überstrom- oder Überspannungsrelais. Entsprechend der Anordnung der Kontakte kann, vom Dampfdruck gesteuert, das Öffnen oder das Schließen des Stromkreises erreicht werden. Jedoch wird der durch die Kammer geführte Stromkreis vorzugsweise durch einen Hilfskontakt gesteuert, der durch die Verdampfung der Kammerflüssigkeit betätigt wird, damit der Umfang dieser Dampfentwicklung stets begrenzt ist.

Insbesondere gestattet die in Fig. 8 wiedergegebene Anordnung, den in Fig. 6 und 7 dargestellten Selbstschalter als von fern bedienten Ein-Aus-Schalter zu betreiben. Hierzu ist am Handgriff 87 ein zweiarmiger Hebel 89 angebracht, dessen Enden 89 α und 89 & mit Stangen 90 a und 90 & zusammenarbeiten, die ihrerseits wie die Kolbenstangen 16 der Fig. 1 und 2 oder das balgartige Rohr 65 der Fig. 5 durch mit Widerstandsflüssigkeit gefüllte Kammern 91a und 91 b betätigt werden, die sich in einem gemeinsamen, durch die strichpunktierte Umrandung 92 schematisch angedeuteten Behälter befinden können. Diese beiden Kammern liegen parallel an einer besonderen, durch die Klemmen 93 angedeuteten Gleich- oder Wechselspannungsquelle unter Zwischenschaltung von Druckknöpfen 94 und 95, von denen der eine den Knopf »Ein« und der andere den Knopf »Aus« darstellt. Ferner sind auf der Welle 73 Hilfskontakte 97 und 98

Claims (11)

angeordnet, die durch die Drehung dieser Welle derart gesteuert werden, daß jeweils der eine Kontakt offen und der andere Kontakt geschlossen ist, wenn sich die Welle 73 in der einen oder in der anderen Raststellung befindet. In Fig. 8 ist dies mittels eines kleinen zweiarmigen Zusatzhebels mit den Armen 99 a und 99 b verwirklicht, mit denen die Hilfskontakte verbunden sind. Unter der Annahme, daß die Fig. 8 der Fig. 7 entspricht, sind in der ausgezogen wiedergegebenen Stellung des Hebels 89 sowohl die Hauptkontakte als auch der Kontakt 97 geschlossen. Ein Druck auf den Knopf 95, der den »Aus«-Knopf darstellt, läßt die Stange 90 a hervorschießen, wodurch die Welle 73 gedreht wird und gleichzeitig sowohl die Hauptkontakte als auch der Kontakt 97 geöffnet werden, während der Kontakt 98 geschlossen wird. Der Hebel 89 gelangt dabei in die gestrichelte Lage, in der die Hauptkontakte geöffnet sind. Sobald die Dampfentwicklung in der Kammer 91 α ao groß genug ist, wird die Welle durch die Stange 90 a gedreht und die Dampf entwicklung durch das Öffnen des Kontaktes 97 unterbrochen. Ferner kehrt die Stange 90a nach der Kondensation des Dampfes auf ihren Platz zurück. In entsprechender Weise bringt eine Betätigung des Druckknopfes 94 den Hebel 89 von der gestrichelten Stellung in die ausgezogen dargestellte Lage und schließt damit die Hauptkontakte. Eine derart ausgestaltete Einrichtung bildet somit einen vollständigen Ein- und Ausschalter. Patentansprüche:

1. Überstromrelais mit einer durch Überstrom verdampfbaren Widerstandsflüssigkeit, welche in einer Kammer verhältnismäßig kleinen Volumens eingeschlossen ist, bei dem die Kammer mit einem Vorratsbehälter für die Flüssigkeit verbunden und ein durch den bei der Verdampfung entstehenden Dampfdruck verschiebbares Wandelement vorgegesehen ist, das durch seine Bewegung mindestens einen elektrischen Kontakt betätigen kann, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kammer dicht benachbarte, flächenhafte Elektroden (4,7) angeordnet sind, daß die Kammer einerseits durch wenigstens zwei in verschiedener Höhe angeordnete enge und lange Kanäle (39, 40) mit einem einen Flüssigkeitsvorrat (3) enthaltenden Behälter (1) und andererseits mit einem flüssigkeitsfreien Raum (11) veränderlichen Volumens verbunden ist, der ein wesentlich kleineres Volumen aufweist als die zwischen den Elektroden in der Kammer befindliche Flüssigkeit, und daß in dem flüssigkeitsfreien Raum (11) das bewegliche, den bzw. die Kontakte betätigende Wandelement (14,65) angeordnet ist.

2. Überstromrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Relais zu betätigenden Kontaktträger (23, 45, 73, 76) durch gefederte Riegel in der Öffnungs- und Schlußlage nach Art eines Schnappschalters arretiert sind.

3. Überstromrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (4,7) als Wände der Kammer ausgebildet sind.

4. Überstromrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kammer und den Vorratsbehälter verbindenden Kanäle durch auf den Dampfdruck ansprechende Ventile od. dgl. verschließbar sind.

5. Überstromrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum veränderlichen Volumens durch eine von einem Kolben (14) abgeschlossene Bohrung (11) gebildet ist, wobei der Kolben einen Ventilkegel trägt, der den Verbindungskanal (12) zur Kammer abschließt.

6. Überstromrelais nach Anspruch 1, 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer aus einem die eine Elektrode (4) bildenden Hohlzylinder und einem koaxial in diesen angeordneten, die zweite Elektrode bildenden Zylinder (7) besteht, der im Hohlzylinder mittels einer die Kammer abschließenden, aus isolierendem Werkstoff bestehenden Hülse befestigt ist, und daß die Bohrung (11) für den Kolben (14) in der zylindrischen Mittelelektrode (7) angeordnet ist.

7. Überstromrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Wandelement auf den Kontaktträger (45,76) mittels eines Schwenkhebels (44, 75/80) einwirkt, der in seinen beiden Grenzlagen durch eine gefederte Sperrkugel festgehalten wird.

8. Überstromrelais nach Anspruch 1 für Mehrphasenstrom, dadurch gekennzeichnet, daß für jede der Phasen ein besonderes Überstromrelais vorgesehen ist, daß aber die beweglichen Wandelemente (14 a, 14 b, 14 c) dieser Einzelrelais auf eine gemeinsame Betätigungseinrichtung (73 bis 76) einwirken, die mit voneinander unabhängigen Kontakten (71a bis 71c) für jede der Phasen zusammenarbeitet.

9. Überstromrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Überstromrelais und die von ihm betätigten Kontakte in verschiedenen Stromkreisen in Reihe geschaltet sind.

10. Überstromrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (73 bis 76) für die Kontakte nach Bedarf durch wenigstens ein Hilfsrelais (91a, 91 b) betätigt wird, durch das ein Steuerstrom geleitet wird.

11. Überstromrelais nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Steuerstromkreis wenigstens ein Schalter (97, 98) liegt, der durch die Bewegung der Betätigungseinrichtung (73 bis 76) für die Kontakte betätigt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 842 811, 604 767, 854;

schweizerische Patentschrift Nr. 150 448; britische Patentschrift Nr. 215 678.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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