DE218829C

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Publication number: DE218829C
Application number: DENDAT218829D
Authority: DE
Priority date: 1908-12-01
Also published as: FR409819A

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 218829 KLASSE 21c. GRUPPE

THORSTEN von ZWEIGBERGK in PRESTON.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 17. Dezember 1908 ab.

Zum Ausblasen der beim öffnen von Schaltern entstehenden Funken werden Blasespulen verwendet, die erst während des Ausschaltevorganges am stärksten erregt werden. Bei diesen bekannten Einrichtungen erfahren die Blasespulen schon eine Maximalerregung, während die Kontakte sich noch berühren. Durch diese andauernde Maximalbelastung sind die aus dünnen Drähten bestehenden Blasespulen der Gefahr des Durchbrennens ausgesetzt.

Vorliegende Erfindung hilft diesem Übelstande nun dadurch ab, daß bei ihr die Maximalerregung der Blasespule von der Wanderung des Funkens an besonderen Kontaktteilen entlang abhängt. Und zwar tritt die Höchsterregung der Blasespule dann ein, wenn der Lichtbogen, . der zwischen den sich trennenden Hauptkontakten entsteht, so weit gewandert ist, daß er nur noch zwischen einem der Hauptkontakte und einem Hilfskontakte übergeht.

Beim Unterbrechen von Gleichströmen mit 3000 bis 4000' Volt Spannung müssen die Stromstärken, mit welchen die Blasemagnete zu erregen sind, derartig groß sein, daß annähernd der Schmelzpunkt erreicht ist. Es sind- Stromstärken von 3600 bis 4300 Ampere pro cm² nötig, um einen für industrielle Zwecke nicht zu großen und einen in der Herstellung nicht zu teueren Blasemagneten zu erhalten. Wendet man Hilfskontakte an, um die Spule des Magneten kurz vor öffnen des Hauptkontaktes einzuschalten, so besteht immer noch die Möglichkeit, daß diese Kontakte versagen, und wenn dies geschieht, so wird der Blasemagnet sofort zerstört. Auch macht die Anwendung von Hilfskontakten die Anordnung der bewegten Teile sehr verwickelt.

Nach vorliegender Erfindung ordnet man die zu trennenden Kontaktteile und den Blasemagneten so an, bzw. man schaltet derart, daß die Stromstärke der Spule des Blasemagneten von der Stellung des auszublasenden Bogens abhängt.

Ferner ist gemäß der Erfindung die An-Ordnung so getroffen, daß für gewöhnlich, d. h. bei geschlossenem Kontakt und außerdem noch gleich nach Unterbrechung, solange der Bogen noch kurz ist, die Spule des Blasemagneten mit einem großen Widerstand hinterein andergeschaltet ist, wobei beide (die Spule und der hohe Widerstand) parallel zu einem kleinen Widerstand liegen, während, wenn der Bogen an Länge zunimmt, die Spule zu den beiden dann hintereinanderliegenden Widerständen parallel geschaltet ist. Infolgedessen wird für gewöhnlich nur ein geringer Strom durch die Spule des Blasemagneten fließen, während dann, wenn es nötig wird, den Bogen auszublasen, ein viel stärkerer Strom durch die Spule fließt.

In der Zeichnung sind in den Fig. 1, 2, 3 und 6 vier verschiedene Ausführungsformen der Erfindung von der Seite gesehen dargestellt. Die Fig. 4 zeigt die Einrichtung der Fig. 3 und Fig. 5 die Einrichtung der Fig. 6 von oben gesehen.

In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungs-

form sind die bei geschlossenem Schalter sich berührenden Kontaktteile a, b in der Nähe der Spule c eines Blasemagneten angeordnet. Der letztere hat einen Kern d und Endflächen β, welche vom Kern aus sich ausdehnen, um den Bereich des Lichtbogens abzuschließen. Dann ist eine Isolierplatte f vorgesehen, um die Spule vor der Wirkung des Lichtbogens zu schützen. Der zu öffnende Kontakt besteht

ίο aus dem unbeweglichen Teil α und dem beweglichen Teil b, und in der Nähe dieser beiden befindet sich ein dritter Kontaktteil g. Kontaktteil g ist unbeweglich und mit dem einen Ende η der Spule c des Blasemagneten leitend verbunden. Die beiden Teile α und b des Kontaktes liegen an den Enden der Streckenleitung /. Das andere Ende der Blasespule ist bei h mit der Streckenleitung verbunden. Zwischen dem beweglichen Kontaktteil b und dem Vereinigungspunkt h ist ein kleiner Widerstand k eingeschaltet. Ein großer Widerstand m ist einerseits mit dem obenerwähnten Ende η der Blasespule und andererseits mit der Streckenleitung I verbunden, und zwar liegt die Verbindung des großen Widerstandes mit der Streckenleitung zwischen dem beweglichen Kontaktteil b und dem kleinen Widerstand k. Der unbewegliche Kontaktteil g ist hornförmig und so angeordnet, daß bei der Trennung der Kontakte α und b ein Nebenschlußfunken 3 zwischen den Kontakten b und g. entsteht, während der Hauptteil 2 des Lichtbogens sich zwischen den beiden festen Kontaktteilen a und g ausbildet und durch den Blasemagneten nach oben ausgedehnt wird, bis er ungefähr in der Lage 4 zerreißt.

Der Funken 3 wird ausgeblasen, bevor die Spule des Blasemagneteh, um den Hauptbogen zu unterbrechen, maximal belastet ist.

Bei der oben dargestellten Anordnung fließt der' Strom durch den kleinen Widerstand k zu dem beweglichen Kontaktteil b. Außerdem fließt ein schwacher Strom zu der Blasespule c und dem großen Widerstand ni, welche hintereinandergeschaltet sind. Wenn der Kontakt zwischen α und b unterbrochen wird, fließt zunächst noch der größere Teil des Stromes durch den kleinen Widerstand k und den Öffnungsfunken 1 zwischen dem festen Kontaktteil α und dem beweglichen Kontaktteil b. Der andere geringere Teil geht durch die Spule c, sodann durch den großen Widerstand m und, sobald sich ein Nebenschlußfunken bei 3 zwischen dem unbeweglichen Kontaktteil g und dem beweglichen Kontaktteil b gebildet hat, noch durch diesen und schließlich zu dem unbeweglichen Kontaktteil a. Das Magnetfeld der Spule c zwingt den Lichtbogen von dem beweglichen Kontaktteil δ weg nach oben, so daß der Hauptbogen zwischen den beiden unbeweglichen Kontaktteilen α und g ungefähr in der Lage 2 übergeht. Der Bogen 3 zwischen dem beweglichen Kontaktteil b und dem unbeweglichen Kontaktteil g wird darauf ausgeblasen und hierdurch der Blasemagnet voll belastet, weil nun die ganze Strommenge zwischen den beiden festen Kontaktteilen α und g überfließt und von dort zum weitaus größten Teil durch die Spule des Blasemagneten hindurchgeht. Der diese Strommenge führende Lichtbogen wird schnell in die gedehnte Lage 4 gebracht und durch die maximale Energie des Blasemagneten ausgeblasen.

Die Zeit, während welcher die Spule des Blasemagneten vollkommen belastet ist, ist sehr klein. Auch hat der Versuch ergeben, daß die Spule, nachdem der Blasemagnet bereits mehrere hundertmal hintereinander einen Strom von 100 Ampere bei 4000 Volt unterbrachen hatte, nicht übermäßig heiß wurde, obgleich die Spule im Augenblick des' Auseinanderreißens des Lichtbogens mit über 3800 Ampere pro cm² belastet war.

Ist der Schalter geschlossen, so soll durch den Nebenschluß, in welchem sich die Blasespule befindet, nur ein kleiner Teil der Gesamtstromstärke fließen. Mit Rücksicht hierauf muß der Widerstand k klein sein gegenüber der Summe der Widerstände m und c. Nach Öffnung des Schalters, und zwar dann, wenn der Bogen nicht mehr zwischen den Hauptkontaktteilen α und b, sondern zwischen α und g übergeht, soll der größte Teil der Strommenge durch die Spule c fließen. Mithin muß die Summe der Widerstände k und m größer sein wie der Widerstand der Spule. Hieraus ergibt sich, daß der Widerstand m den doppelten Zweck hat, einmal die Stromstärke in der Blasespule bei geschlossenem Schalter klein zu halten, das andere Mal ihn bei geöffnetem Schalter möglichst groß werden zu lassen.

Es ist jedoch nicht ratsam, ohne Widerstand k zu arbeiten, da die Kontaktteile durch das Nichtentstehen einer Blasewirkung gleich nach Unterbrechen des Kontaktes zerstört würden.

Bei der in Fig. 2 dargestellten, abgeänderten Ausführungsform ist der Blasemagnet mit einem Metallmantel 0 versehen und eine ähnliche Anordnung der Widerstände und Kontakte wie gemäß Fig. 1 angewendet. Der Hauptbogen wird hierbei in zwei Teile geteilt, und zwar dann, wenn er den Metallmantel 0 der Spule c erreicht, worauf die beiden Teile aufwärts in die Lage 4 wandern, so daß die Blasewirkung durch Teilung des Bogens in zwei hintereinandergeschaltete Bogen verdoppelt wird.

Bei den Ausführungsformen der Fig. 3 bis 6 wird der Lichtbogen auch in zwei Teile ge-

teilt. Es ist aber die Anordnung so getroffen, daß diese beiden Teile an Kontaktteilen entlang in zwei voneinander getrennten Kammern wandern, wobei jeder Bogen zu dem den Blasmagneten entsprechenden vollen Bereich ausgedehnt wird und beide Bogen durch ein und denselben Blasemagneten getrennt ausgeblasen werden.
Das neue Merkmal dieser Ausführungsform

ίο besteht also darin, zwei voneinander isoliert getrennte Kammern vorzusehen und entsprechende Kontaktteile in diesen Kammern anzuordnen, an denen entlang sich die beiden Bogen unter der Wirkung des Blasemagneten bewegen. '

In der Fig. 3 haben die Teile a, b, c, d, h, I, k, m und η dieselbe Bedeutung wie in den oben beschriebenen Ausführungsformen, e sind die in der Fig. 4 sichtbaren Endflanschen des Spulenkerns, f und g sind Isolationsteile zum Schütze vor der Wirkung der Lichtbögen. Außerdem ist noch eine Isolationswand ft angebracht, und zwar läuft sie parallel zu den Flächen der Flanschen e durch die Mitte des Luftzwischenraumes. Ein Metallstreifen q ist mit dem festen Hauptkontaktteil α leitend verbunden. Ein gleichartiger Metallstreifen r befindet sich in der Nähe des beweglichen Hauptkontaktteiles b und ist mit dem einen Ende η der Spule c verbunden. Diese beiden Metallstreifen sind nun so angeordnet, daß jeder in je eine der durch die Wand ft zwischen den Flanschen e abgetrennten Kammern ragt. Über den Metallstreifen q und r ist ein gebogener Metallkörper s angebracht.

Wenn beim Öffnen des Schalters der Flammenbogen zwischen den beiden Hauptkontaktteilen α und b entsteht, wird er aufwärts getrieben, bis er sich zwischen den beiden Metallstreifen q und r befindet, wobei noch ein Nebenschlußfunke 3 zwischen den Metallstreifen r und dem beweglichen Kontaktteil b entsteht. ■ Dieser Nebenschlußfunke 3 wird nun ausgeblasen, so daß in gleicher Weise, wie bei den bereits beschriebenen Ausführungsformen, die Spule des Blasemagneten den größten Teil der ganzen Strommenge aufnimmt. Der Hauptbogen 2 wandert jetzt zwischen q und r aufwärts und muß sich schließlich in zwei Teile teilen, die nun zwischen dem Metallkörper s und den Metallstreifen q und r nach oben in die beiden getrennten Kammern wandern. Die so entstandenen beiden Bogen sind also hintereinandergeschaltet. Der Blasemagnet wirkt auf beide getrennt ein und bläst sie aus, nachdem sie die Enden der Metallstreifen bzw. des Metallkörpers s erreicht haben. Die letzte, in den Fig. 5 und 6 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der oben beschriebenen dadurch, daß der Blasemagnet sich nicht seitwärts von den Kontaktteilen, sondern über ihnen befindet. Die Metallstreifen q und ν sind in ähnlicher Weise angebracht, während der gebogene Metallkörper s an dem die Blasespule umgebenden Metallmantel angebracht ist. In ganz ähnlicher Weise, wie bei der obigen Ausführungsform, spielt sich hierbei der Vorgang ab, d. h. der aufwärtswandernde Regen wird, sobald er den Metallkörper s beim Aufwärtswandern erreicht, in zwei Teile geteilt. Die beiden so entstandenen hintereinandergeschalteten Bogen wandern nun weiter aufwärts in die durch die isolierende Wand ft voneinander getrennten Kammern und werden schließlich ausgeblasen, wenn sie die Blasespule annähernd umschließen. Es sind noch Wände u vorgesehen, damit die Bogen nicht nach abwärts geblasen und nach den Hauptkontaktteilen hingetrieben werden können.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zum Ausblasen von Öffnungsfunken an Kontakten durch ein magneti- sches Feld, welches seinen Höchstwert erreicht, nachdem die Hauptkontaktteile voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß durch, die Wanderung des Hauptfunkens von einem durch öffnen eines Schalters getrennten Kontaktpaar (a, b) zu einem anderen Paar (a, g) ein Wachsen der Stromstärke in der Blasespule (c) oder den Blasespulen hervorgerufen wird, zum Zwecke, die Blasespule nur dann voll zu belasten, wenn der Lichtbogen bereits entstanden ist, so daß sie mit sehr hoher Stromstärke belastet werden kann.

2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei welcher der Lichtbogen in zwei hintereinander geschaltete Teile zerlegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwei voneinander isolierte Räume vorgesehen sind, in deren jeden einer der beiden Lichtbogenteile wandert, um dort ausge- _log blasen zu werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.