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Flüssigkeitsschalter. Bei Flüssigkeitsschaltern mit Löschkammer hat
man einen federbelasteten Kolben vorgesehen, der beim Ausschaltvorgang auf die Löschkammer
einwirkt. Dieser Kolben wird verwendet, um auch bei kleinen Strömen eine gute Löschwirkung
zu erzielen. Durch den Kolben wird beim Ausschalten der Druck in der Schaltkammer
erhöht und dadurch die dielektrische Festigkeit der Schaltstrecke verbessert. Diese
Anordnung ist nur bei kleinen Strömen wirksam. Bei großen Strömen, bei denen sich
die Löschmitteleinwirkung selbsttäiig erhöht und der Druck in
der
Kammer höher wird als der Druck des federbelasteten Kolbens, bleibt dieser stehen.
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Bei einem anderen Flüssigkeitsschalter mit einer Löschkammer, die
unter der Wirkung eines Kolbens steht, dessen im eingeschalteten Zustand gespannte
Feder beim Ausschalten freigegeben Wird und der sich nur bewegt, wenn der von der
Feder auf den Kolben erzeugte Druck größer ist als der Druck, den der Lichtbogen
in der Löschkammer erzeugt, ist eine zweite Pumpvorrichtung vorgesehen, Ü eren beweglicher
Teil zwangsläufig mit dem Schaltstift verbunden ist. Auf einen solchen Flüssigkeitsschalter
bezieht sich die Erfindung. Sie besteht darin, daß in Abhängigkeit vom Schaltstiftweg
durch die zweite Pumpvorrichtung erst dann Flüssigkeit in die Kammer gedrückt wird,
wenn der Schaltstift den hohlen Gegenkontakt verläßt.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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In Figur 1 ist mit 1 eine Schaltkammer bezeichnet, die aus einer Reihe
von übereinanderliegenden Kammerzellen 2 besteht. Diese werden durch eine Feder
3 in an sich bekannter Weise
zusammengedrückt (elastische Kammer).
Das feststehende Schaltstück trägt das Bezugszeichen 4, der Schaltstift: das Bezugszeichen
5. Die Schaltkammer befindet sich innerhalb eines Schalgefäßes 6 aus Isoliermaterial.
Dieses sitzt auf einem hohlen Stützisolator 7, an dessen unterem Birke sich der
Getriebekasten 8 anschließt. Der nur teilweise dargestellte Schalterkopf trägt das
Bezugszeichen 12. Oberhalb des feststehenden Schaltstückes ist ein Kolben 13 vorgesehen,
auf den eine Feder 14 einwirkt. Der Baum unterhalb des Kolbens steht mit der Kammer
1 über Kanäle 15 in Verbindung. Mit dem Kolben ist eine Stange 16 verbunden. Diese
trägt einen Teller 17, der als Ansaugventil beim Einschalten dient: Der Schaltstift
5 besitzt eine Bohrung. Er ist mit der Schaltstange 18 fest verbunden, die durch
die Kurbel 9 und die 'Welle 10 gehoben und gesenkt werden kann. Die Schaltstange
ist hohl und mit der Bohrung des Schaltstiftes über ein Rückschlagventil 20 verbunden.
Inder hohlen Schaltstange befindet sich ein Stift 21. Dieser besitzt im Ausführungebeispiel
den gleichen Durchmesser wie die Bohrung der Buchse 22, welche die Schaltstange
abschließt. In sein oberen .finde ist der Stift jedoch in seinem Durchmesser verjüngt:
Außerdem ist noch ein Ansaugventil 23 vorgesehen. Der Schalter ist bis zu der angegebenen
Marke mit Ölgefüllt. Zwischen dem Innern des Schaltgefäßes und dem Irn des Stutzers
ist eine Verbindung über ein Filter 24 vorgesehen. Außerdaem ist im Stutzer noch
ein Luf teuf f erraum 25 vorhanden.
Die Wirkungsweise ist folgende:
Der Schalter ist in der Ausschaltstellung gezeichnet. Wird eingeschaltet, so wird
der Schaltstift nach oben bewegt. Das Rückschlagventil 24 verhindert dabei, da:ß
Öl aus der Schaltkammer in das Innere der Schaltstange eindringen kann.
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Beim Einschalten verbleibt ein immer kleinerer Teil des Verdräncerstiftes
21 im Innern der Schaltstange, so daB Öl über das Ansaugventil 23 in das Innere
der Schaltstange eindringt. Gleichzeitig wird über das Filter 24 ein Ölausgleich
zwischen Schaltkammergehäuse und Stützer bzw. Getriebekasten geschaffen. Der nach
oben sich bewegende Schaltstift nimmt nach einer bestimmten Wegstrecke die Stange
16 mit und spannt dadurch die Feder 14 des Kolbens 13, der sich in der Ausschaltstellung
an den Anschlag 26 angelegt hat. Dadurch, daß beim Einschalten der-Schaltstift in
die Kammer eindringt, wird der Druck in der -Schaltkammer erhöht, da das Ausströmen
des Öles durch das Rückschlagventil 20 unterbunden ist. Es wird dadurch die dielektrische
Festigkeit des Öles erhöht und die hänge des Einschaltlichtbogens verringert.
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Beim Ausschalten wird der Schaltstift nach unten gezogen und gibt
damit die gespannte Feder 14 frei. Infolgedesaen wird der Kolben 13 nach unten bewegt
und durch den Gegendruck das Ansaugventil 17 geschlossen. Der Kolben drückt Öl in
die Kammer. Durch das eingedrückte Öl wird der Druck
in der Kammer
erhöht und damit die dielektrische Festigkeit der Schaltstrecke verbessert. Nach
Verlassen des festen Gegenkontaktes wird außerdem durch den hohlen Schaltstift Öl
in die äuhaltkammer gesgr±Zt. Das durch den LichtbogG« erzeugte Gas wird dadurch
gekühlt und außerdem wird eine Wirbelbewegung der Schaltflüssigkeit hervorgerufen,
wodurch einerseits die Kühlung des Gases erhöht und andererseits Raum freigegeben
wird für das Eindringen der Schaltflüssigkeit in die Schaltstrecke. Durch die Kühlung
des Gases wird ihre Dichte erhöht und dadurch bei Erlöschen des Lichtbogens im Nulldurchgang
die dielektrische Festigkeit der Schaltstrecke verbessert. Diese wird außerdem durch
das eingedrungene kühle Öl erhöht. Infolgedessen wird die Löschfähigkeit des Schalters
bei kleinen Strömen wesentlich verbessert gegenüber Anordnungen, die nur den federbelasteten
Kolben besitzen. Bei großen Strömen wirkt, wie erwähnt, der Kolben nicht, da der
Druck in der Kammer höher wird als der durch die Feder 14 ausgeübte Druck. Dagegen
wird durch den hohlen Schaltstift auch bei großen Strömen Löschmittel in den Lichtbogenkanal
gedrückt und dadurch die Löschdistanz verringert.
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Es ist bekannt, durch den hohlen Schaltstift Flüssigkeit beim Ausschalten
in die Kammer zu drücken bei Schaltern, bei denen kein federbelasteter Kolben vorhanden
ist. Um hierbei bei kleinen Strömen.den.erforderlichen Druck in der Kammer zu erhalten,
ist eine Ölmenge einzudrücken, die
wesentlich größer ist als das
durch den Schaltstift freigegebene Volumen, beispielsweise doppelt so groß wie dieses..
Dadurch muß der Antrieb für den Schaltstift wesentlich verstärkt werden. Beim Gegenstand
der Erfindung dagegen braucht man nicht so viel Öl einzuspritzen, um die gleiche
Wirkung bei kleinen Strömen zu erreichen, da der erforderliche Druck hierbei durch
den federbelasteten Kolben erzeugt wird. Im Ausführungsbeispiel wird durch den Schaltstift
so viel t31 in die Kammer gefördert, daß das Volumen des Schaltstiftes, das er in
der Kammer freigibt, ersetzt ist. Der Druck in der Kammer kann dann nicht auf das
Getriebe einwirken. Dazu ist es erforderlich, daß der Durchmesser des Verdrängerstiftes,
wie im Ausführungsbeispiel dargestellt ist, gleich dem Außendurchmesser des Schaltstifts
ist. Man kann jedoch auch das zugeführte Ölvolumen etwas größer machen. Ls wird
zwar dann auch der Antrieb etwas größer, jedoch nicht so groß wie bei einem Schalter,
bei dem ohne federbelasteten Kolben zur Zirreichung der Löschung bei kleinen Strömen
ein wesentlich größeres Ölvolumen durch den Schaltstift zugeführt wird.
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Man kann auch das zugeführte Ölvolumen kleiner machen als das Volumen,
das der Schaltstift freigibt. Dadurch können die Reibungsverluste ausgeglichen werden,
die dann nicht mehr vom Antrieb aufzubringen sind.
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Im Ausführungsbeispiel ist der Verdrängerstift so ausgebildet, daß
während der Wegstrecke, die der Schaltstift 5 noch im hohlen Gegenkontakt 4 zurücklegt,
keine Einspritzung vorgenommen wird. Dies geschieht dadurch, daß der Durchmesser
des
Verdrängerstiftes in diesem Bereich kleiner ist als der Durchmesser der Buchse 22.
Erst wenn der Schaltstift den Gegenkontakt verläßt, erfolgt die Einspritzung.
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Der Luftpuffer 25 verhindert u.a. die Bildung eines Unterdruckes in
Stützer 7 bzw.. im Getriebegehäuse 8 beim Eire schälten. Beim Einschalten wird durch
das Ansaugventil 23 Q1 in das Innere der Schaltstange eingeführt.
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In Figur 2 ist ein -anderes Ausführungsbeispiel der txfiüdwe dargestellt.
Soweit die Teile mit. denen der Figur 1 überein stimmen; sind die gleichen Bezugszeichen
gewählt. Die ist hier eine Rohrkammer. Sie besitzt ein Uberdrudkventil 27, das bei
hohen Drücken in der Kammer geöffnet wird. Dabei ist der Druck, der durch den federbelasteten
Kolben 13 erzeugt wird, kleiner als der Ansprechdruck dieses Ventils., so daB es
durch die Wirkung des Kolbens 13 nicht geöffnet wird.
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ZumUnterschied von der Anordnung nach Figur 1 ist der Getriebekasten
8 urmittelbar unterhalb des Schaltkammerge--häuses 6 vorgesehen und auf den Stützer
7 aufgesetzt. :Die zusätzliche Förderung des bles in Abhängigkeit vom Zrhaltstif
tweg in die Schaltkammer beim Ausschalten erfolgt durcl den hohlen Schaltstif t,
und zwar dadurch, daß er beim .Ausschalten in den ölgefüllten, abgeschlossenen Getriebe
um .endri:ngt . Er verdrängt dabei sovi e1 @ Öl , wie der Sah& It-st ift an
Volumen in der Schaler freigibt, mo daß durch den 1ohlen_Schaltstift eine Ölmenge
in die Schaltkammer eingespritzt
wird, deren Volumen gleich dem
Volumen ist, das der Schaltstift in der Schaltkammer freigibt. Um beim Einschalten
einen Ölausgleich zu erhalten, ist ein Ansaugventil 28 zwischen Schaltkammergehäuse
und Getriebegehäuse vorgesehen. Außerdem ist noch'ein Sicherheitsventil 29 vorhanden.
Überschreitet der .Druck in der Schaltkammer und damit auch im üetriebekasten einen
bestimmten Wert, beispielsweise wenn die Lichtbogenlänge ungefähr gleich der maximalen
Löschdistanz wird, dann öffnet das Sicherheitsventil 29 und das Eückschlagventil
20 schließt. Dadurch hört das Einspritzen von Öl auf, jedoch genügt die bei so hohen
Drücken selbsterzeugte Löschmittelwirkung zum Löschen des Lichtbogens.