DE2234184A1

DE2234184A1 - COVERED ARC CHAMBER FOR ELECTRIC CIRCUIT BREAKERS AND PROCESS FOR THEIR PRODUCTION

Info

Publication number: DE2234184A1
Application number: DE2234184A
Authority: DE
Inventors: Cecil Bailey; Walter Cyril Balchunas; Gerhard Frind; Richard Milton Korte; John Edward Zlupko
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1971-07-14
Filing date: 1972-07-12
Publication date: 1973-01-25
Also published as: FR2145719A1; IT962635B; JPS4820068A; GB1364368A

Description

Dr. Horst SchÜier f, Frankfurt/Vaiη I₃ 11. Juli 1972Dr. Horst SchÜier f, Frankfurt / Vaiη I ₃ July 11, 1972

Paler.ianwaltPaler.ianwalt

6 Frankfurt/Main 1 . · Vo./he-φΐ.6 Frankfurt / Main 1. · Vo./he-φΐ.

Niddastr. 52Niddastr. 52

2128-11 -LA-0335 V¹¹ -LA-033832128-11 -LA-0335 V ¹¹ -LA-03383

GENERAL ELECTRIC COMPANYGENERAL ELECTRIC COMPANY

1 River Road
Schenectady, N.Y., U.S.A.1 River Road
Schenectady, NY, USA

Überzogene Lichtbogenkammer für elektrischen Leistungsschalter und Verfahren zu ihrer HerstellungPlated arc chamber for electrical circuit breakers and methods of making them

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lichtbogenkammer für einen elektrischen Leistungsschalter und insbesondere auf eine Lichtbogenkammer, die isolierende Seitenwände und Platten" oder Rippen aus Isoliermaterial aufweist, die quer zu den Seitenwänden verlaufen und Ränder besitzen, die an dem Lichtbogen bei dessen Bewegung in die Lichtbogenkammer hinein angreifen. Dabei wird auf das feuerfeste nicht-metallische Material der Lichtbogenkammer ein Quarzglasüberzug aufgebracht.The invention relates to an arc chamber for an electric Circuit breaker and in particular an arc chamber which has insulating side walls and plates "or ribs made of insulating material, which run transversely to the side walls and have edges that touch the arc as it moves into the arc chamber attack. The refractory, non-metallic material is used for this Arc chamber applied a quartz glass coating.

Ein Isoliermaterial, das bisher für solche Seitenwände und Querplatten in weitem Umfange verwendet wurde, ist ein feuerfestes Material, .dasAn insulating material that was previously used for such side walls and transverse panels has been widely used is a refractory material, .that

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durch Reaktion konzentrierter Orthophosphorsäure und Chrysotil-Asbest hergestellt wird, wie es beispielsweise in den US-Patenten 2 366. ^85 und 2 70^ 381 beschrieben ist. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dieser Zusammensetzung enthält neben dem Asbest und der Phosphorsäure einen geeigneten Füllstoff wie z.B. Zirkon in einer Menge von etwa 6o-Gew.-/ä der Zusammensetzung. Ein Vorteil dieser Zusammensetzung besteht darin, daß sie in der Lage ist, heiß gegossen bzw. gepreßt und anschließend in komplizierte Formen mit guter mechanischer Festigkeit verarbeitet zu werden, die zur Bildung eines Hauptteiles der Lichtbogenkammer geeignet sind. Beispielsweise können sie eine Seitenwand und die Hälfte der Querplatten der Lichtbogenkammer bilden. Dieses Material hat sich zwar als ein Material für Lichtbogenkammern außergewöhnlich gut bewährt, es besteht jedoch eine obere Grenze in der Beziehung, welchen Strom eine Lichtbogenkammer gegebener Größe aus diesem Material ständig zu unterbrechen vermag.through the reaction of concentrated orthophosphoric acid and chrysotile asbestos as is shown, for example, in U.S. Patents 2,366,185 and 2 70 ^ 381. A preferred embodiment of this In addition to asbestos and phosphoric acid, the composition contains a suitable filler such as zircon in an amount of about 60 wt .- / e of the composition. There is one advantage to this composition in that it is capable of being hot cast or pressed and then in complex shapes with good mechanical strength to be processed, which are suitable for forming a main part of the arc chamber. For example, they can have a side wall and form half of the cross plates of the arc chute. This material has proven to be exceptional as a material for arc chambers Well proven, but there is an upper limit in the relationship of the current an arc chamber of a given size made of this material able to interrupt constantly.

Für gewisse Hochtemperatur-Applikationen, beispielsweise einer Lichtbogenkammer für einen elektrischen Leistungsschalter, ist Quarzglas (fused silica) ein nahezu ideales Material auf Grund seiner außergewöhnlich großen Beständigkeit gegenüber thermischen Stoßbeanspruchungen, seiner guten elektrischen Isoliereigenschaften, selbst wenn es heiß ist, und seiner Fähigkeit, einer Aussetzung gegenüber einem Starkstrom-Lichtbogen mit nur geringer Erosion und geringfügiger Gasentwicklung zu widerstehen. Es sind bereits Versuche unternommen worden, um einen Quarzglasüberzug auf ein Substrat durch ein Lichtbogen-Plasmaspritzverfahren aufzubringen. Diese früheren bekannten Versuche sind jedoch nicht sehr erfolgreich gewesen, da die auf das Substrat auftreffenden Partikelchen entweder keinen Überzug gebildet haben oder nicht genügend fest an dem Substrat anhafteten. Darüber hinaus waren mit diesen Versuchen Spritzschwierigkeiten verbunden, indem sich beispielsweise anstelle geschmolzener Tröpfchen Faserttbzw. Fibern bildeten, die die Plasaiaspritzkanone verstopft haben.For certain high temperature applications, for example an arc chamber For an electrical circuit breaker, quartz glass (fused silica) is an almost ideal material because of its extraordinary great resistance to thermal shock, its good electrical insulating properties, even when it is hot, and its ability to withstand exposure to a high voltage arc to withstand with only little erosion and slight evolution of gas. Attempts have already been made to a quartz glass coating on a substrate by an arc plasma spray process to raise. These earlier known attempts are however, it has not been very successful as those hitting the substrate Particles either did not form a coating or were not sufficiently firmly adhered to the substrate. They also were with these Try spraying difficulties connected by, for example, instead of molten droplets of fibers. Fibers formed that clogged the plasma spray gun.

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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, in der Lichtbogenkammer ein Isoliermaterial zu verwenden, das die Lichtbogenkammer in die Lage versetzt, durchweg wesentlich höhere Stromstärken zu unterbrechen, als dies eine Lichtbogenkammer· entsprechender Größe aus dem Phosphor-Asbestmaterial mit Zirkon-Füllstoff der vorstehend genannten Art auszuführen vermag, und um die Beständigkeit des Lichtbogenkammermaterials gegenüber der Lichtbogenerosion im Vergleich zu dem Phosphor-Asbestmaterial mit Zirkon-Füllstoff zu vergrößern.An object of the present invention is therefore in the Arc chamber to use an insulating material that enables the arc chamber to consistently handle much higher currents to interrupt than this is an arc chamber · of the appropriate size made of the phosphorus asbestos material with zirconium filler of the above Ability to perform mentioned type, and the resistance of the arc chamber material towards the arc erosion compared to the phosphorus asbestos material with zirconium filler.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Lichtbogen-Plasmaspritzverfahrens, um auf ein Substrat aus nicht-metallischem Material einen Überzug aus Quarzglas aufzubringen, der an dem Substrat zäh und verläßlich anhaftet.Another object of the present invention is to provide an arc plasma spray process to apply a coating of quartz glass to a substrate made of non-metallic material, which adheres tenaciously and reliably to the substrate.

Gemäß einem. Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Seitenwände und Querplatten der Lichtbogenkammer aus einem feuerfesten Isoliermaterial hergestellt, wie z.B. einem Phosphor-Asbestmaterial, das einen geeigneten Füllstoff enthält. Die Seitenwände und Ränder der Platten sind mit einem durch Lichtbogenplasma aufgespritzten feuerfesten Metall-Oxid überzogen, das im wesentlichen aus amorphem Quarzglas bzw. Silika besteht.According to a. Embodiment of the invention are the side walls and Arc chamber transverse plates are made of a refractory insulating material, such as a phosphorus-asbestos material, which is a suitable Contains filler. The side walls and edges of the plates are covered with a refractory metal oxide sprayed on by arc plasma coated, which consists essentially of amorphous quartz glass or silica.

Es wird eine Lichtbogen-Plasmaspritzkanone vorgeschlagen, in der ein Hochtemperatur-Lichtbogenplasma entwickelt wird, das auf eine Oberfläche des feuerfesten nicht-metallischen Materials geschleudert wird. Diesem Lichtbogenplasma werden Partikelchen aus einem Material zugesetzt, das im wesentlichen aus kristallinem Siliziumdioxid besteht, und diese Partikelchen werden durch das Hochtemperatur-Lichtbogenplasma geschmolzen und in dem Lichtbogenplasma mitgerissen. Die Kanone wird während der Zeit, in der Lichtbogenplasma auf das Substrat·geschleudert wird, genügend nahe an dem Substrat gehalten, um die Oberfläche des Substrates oder des vorher aufgebrachten Materials in dem Bereich zu schmelzen, •,vo die geschmolzenen Partikelchen aus Siliziumdioxid auf die Oberfläche aufprallen.An arc plasma spray gun is proposed in which a High temperature arc plasma is developed which is projected onto a surface of the refractory non-metallic material. Particles made of a material which essentially consists of crystalline silicon dioxide are added to this arc plasma, and these are added Particles are melted by the high temperature arc plasma and carried away in the arc plasma. The cannon is during the time in which the arc plasma is thrown onto the substrate, held close enough to the substrate to melt the surface of the substrate or previously applied material in the area, •, vo the melted particles of silicon dioxide on the surface bounce.

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Die Erfindung wird nun mit v/eiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der folgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen eines Ausführungs beispieles der Erfindung näher erläutert.The invention will now be described with further features and advantages on the basis of FIG The following description and the accompanying drawings of an embodiment example of the invention explained in more detail.

Fig. 1 ist eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht und zeigt einen erfindungsgemäßen elektrischen Schalter. Die eine Seitenwand der Lichtbogenkammer ist entfernt worden, um das Innere der Lichtbogenkammer zu zeigen.Fig. 1 is a partially sectioned side view and shows an electrical switch according to the invention. One side wall of the arc chamber has been removed to protect the To show interior of the arc chamber.

Fig. 2 ist eine Querschnittsdarstellung nach einem Schnitt entlang der Linie 2 - 2 in Fig. 1, wobei eine zusammengesetzte Lichtbogenkammer angenommen wird. ^Fig. 2 is a cross-sectional view after a section along the line 2-2 in Fig. 1, assuming a composite arc chamber. ^

Fig.2a ist eine vergrößerte Schnittdarstellung nach einem Schnitt entlang der Linie 2a - 2a in Fig. 1.Fig. 2a is an enlarged sectional view after a cut along the line 2a-2a in FIG. 1.

Fig. 3 ist eine Stirnansicht von einem Teil der in Fig. 1 gezeigten Lichtbogenkammer.FIG. 3 is an end view of a portion of that shown in FIG. 1 Arc chamber.

Fig. k ist eine Schnittdarstellung nach einem Schnitt entlang der Linie k - k in Fig. 1.FIG. K is a sectional view after a section along the line k - k in FIG. 1.

Fig. 5 ist eine diagrammatische Ansicht von dem Lichtbogen-Plasmaspritzverfahren, das auf einen Teil einer Lichtbogenkammer eines elektrischen Schalters angewendet ist. Der Teil der Lichtbogenkammer ist im Schnitt dargestellt. 5 is a diagrammatic view of the plasma arc spray process applied to a portion of an arc chamber of an electrical switch. The part of the arc chamber is shown in section.

Fig. 6 ist eine Draufsicht und zeigt die Lichtbogenkammer und die Bahn, der von der Lichtbogen-Plasmaspritzkanone während eines Spritzvorganges gefolgt wird.6 is a top plan view showing the arc chamber and path used by the plasma arc spray gun during a Injection process is followed.

In Fig.1 ist ein Leistungsschalter gezeigt, der ein Paar Klemmenbuchsen 1 und 2 aufweist, die beide in einer Lage relativ zum Trägerrahmen des Schalters befestigt sind. Die Buchse 2 weist einen nach untenIn Fig.1 a circuit breaker is shown, which has a pair of terminal sockets 1 and 2, both of which are fastened in a position relative to the support frame of the switch. The socket 2 has one down

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ragenden leitenden Zapfen 3 auf, an dessen unterem Ende ein bewegbares leitendes Schaltblatt k durch einen festen Drehzapfen 5 angebracht ist. An seinem äußeren Ende trägt das Blatt k geeignete, den Schaltkreis steuernde Kontakte, wie z.B. einen stromführenden Hauptkontakt 6 und einen Lichtbogenkontakt 7·protruding conductive pin 3, at the lower end of which a movable conductive switch sheet k is attached by a fixed pivot pin 5. At its outer end, the sheet k carries suitable contacts that control the circuit, such as a current-carrying main contact 6 and an arcing contact 7.

Die Buchse 1 weist einen leitenden Zapfen 1a auf, mit dem elektrisch ein nach unten ragender Leiterteil 8 verbunden ist. An diesem Leiterteil 8 ist ein gekrümmter Kontakthalteteil 9 befestigt, der mit dem Teil 8 zusammenwirkt, um eine Haltetasche zur Aufnahme der verankerten ■ Enden der feststehenden, stromführenden Hauptkontaktfinger 10 zu bilden. Diese Finger sind an einem gekrümmten Abschnitt 12 des Leiterteiles 8 schwenkbar angebracht und mittels geeigneter Druckfedern 9a in Schließrichtung in eine begrenzte drehende Kippbewegung vorgespannt. Diese Druckfedern sorgen für einen Hochdruck-Schließeingriff zwischen dem feststehenden stromführenden Kontakt 10 und dem bewegbaren, stromführenden Hauptkontakt 6.The socket 1 has a conductive pin 1 a, with the electrical a downwardly protruding ladder part 8 is connected. On this part of the ladder 8, a curved contact holding part 9 is attached, which cooperates with part 8 to form a holding pocket for receiving the anchored ■ To form the ends of the fixed, current-carrying main contact fingers 10. These fingers are pivotably attached to a curved section 12 of the conductor part 8 and in the closing direction by means of suitable compression springs 9a biased into a limited rotational tilting motion. These compression springs ensure a high pressure locking engagement between the fixed current-carrying contact 10 and the movable, current-carrying Main contact 6.

Der bewegbare Lichtbogenkontakt 7 arbeitet mit einem feststehenden Lichtbogenkontakt 13 zusammen, der elektrisch und mechanisch durch eine geeignete Klemmvorrichtung 1*l· mit dem Leiterteil 8 verbunden ist. Das Material, aus dem die Lichtbogenkontakte 7 und 13 hergestellt sind, vermag einer Lichtbogenbildung zu widerstehen und besitzt im Vergleich zum Material der stromführenden Kontakte 10 und 6 auch einen relativ hohen spezifischen Widerstand. Wenn sich demzufolge das Schaltblatt k in seiner geschlossenen Stellung befindet, wie es in Fig.1 gezeigt ist, fließt der größte Teil des in der Schaltung fließenden Stromes durch die stromführenden Kontakte. Nur wenn das Schaltblatt k im Gegenuhrzeigersinn gedrückt wird, um den Schalter zu öffnen, führen die Lichtbogenkontakte einen nennenswerten Strom«, Während des Öffnungsvorganges der Kontakte trennen sich zuerst die stromführenden Kontakte und dadurch wird Strom über die Lichtbogenkontakte abgeleitet, die auf Grund ihrer extensiven Schleifbewegung noch im Eingriff sind. Danach trennen sich auch die Lichtbogenkontakte und ziehen dazwischen einen den Schaltkreis unter-The movable arcing contact 7 works together with a stationary arcing contact 13, which is electrically and mechanically connected to the conductor part 8 by a suitable clamping device 1 * 1. The material from which the arcing contacts 7 and 13 are made is able to withstand arcing and, compared to the material of the current-carrying contacts 10 and 6, also has a relatively high specific resistance. Accordingly, when the switching blade k is in its closed position, as shown in FIG. 1, most of the current flowing in the circuit flows through the current-carrying contacts. The arcing contacts only carry a significant current when the switch sheet k is pressed counterclockwise to open the switch are still engaged. Then the arcing contacts separate and in between pull the circuit under

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brechenden Lichtbogen, der in eine Lichtbogenkammer I¹J getrieben und dort verlängert, gekühlt und gelöscht wird.breaking arc, which is driven into an arc chamber I ¹ J , where it is extended, cooled and extinguished.

Um das Schaltblatt k für eine Unterbrechung des Stromkreises im Gegenuhrzeigersinn zu drücken, int ein hin- und herbewegbarer Betätigungs-Gtab 16 vorgesehen, der an iem Punkt 17 mit dem Schaltblatt schwenkbar verbunden ist. Wenn dieser Betätigungsstab nach oben gedruckt wird, verschiebt er das Schaltblatt in Gegenuhrzeigersinn, um eine Unterbrechung des Schaltkreises herbeizuführen. Der Kreis kann dann wieder geschlossen werden, indem der Betätigungsstab nach unten gedruckt wird, um das Schaltblatt k in die in Fig.1 gezeigte geschlossene Stellung zurückzubringen. Der aus Isoliermaterial hergestellte Betätigungsstab 16 wird durch einen geeigneten üblichen Stellmechanismus (nicht gezeigt) betätigt.In order to press the switch sheet k counterclockwise to interrupt the circuit, a reciprocating actuating tab 16 is provided, which is pivotably connected to the switch sheet at iem point 17. When this operating rod is pushed up, it moves the switch sheet counterclockwise to break the circuit. The circuit can then be closed again by pressing the operating rod downwards in order to bring the switching sheet k back into the closed position shown in FIG. The actuating rod 16 made of insulating material is actuated by a suitable conventional actuating mechanism (not shown).

Die Lichtbogenkammer 15 weist ein Paar Seitenwände 18 und 19 auf, die aus einem lichtbogen- und kriechstrombeständigen Isoliermaterial hergestellt sind, das im folgenden näher beschrieben wird. Wie in Fig.3 gezeigt ist, sind diese Seitenwände im Abstand zueinander durch isolierende Klemmbänder 20 und 21 und Querbolzen 20a zusammengeklemmt, die sich zwischen den Bändern auf gegenüberliegenden Seitenwänden erstrekken. Jede Seitenwand ist mit zahlreichen Finnen (Rippen)22 versehen, die in Richtung auf die andere Seitenwand vorragen und so angeordnet sind, daß sie mit entsprechenden vorragenden Finnen auf der anderen Seitenwand zusammengeschichtet bzw. verschachtelt sind, wodurch ein sinusförmiger oder zickzackartiger Verlauf gebildet wird, wenn man entweder vom Eingangsende oder dem Ausgangsende der Lichtbogenkammer blickt. Die Ansicht vom Ausgangsende ist in Fig.3 dargestellt.The arc chamber 15 has a pair of side walls 18 and 19, which are made of an arc and leakage current-resistant insulating material, which is described in more detail below. As shown in Fig. 3 , these side walls are clamped together at a distance from one another by insulating clamping straps 20 and 21 and cross bolts 20a which extend between the straps on opposite side walls. Each side wall is provided with numerous fins (ribs) 22 which protrude towards the other side wall and are arranged to be stacked or nested with corresponding protruding fins on the other side wall, thereby forming a sinusoidal or zigzag shape, when looking from either the entrance end or the exit end of the arc chamber. The view from the exit end is shown in Figure 3.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist jede Seitenwand zahlreiche kurze Rippen 11 auf, die auf entsprechende Weise zwischen den Leitflächen oder Finnen 22 der zugehörigen Seitenwand und in einer- bestimmten Abstand zu diesen Finnen angeordnet sind. Diese Rippen 11 verlaufen parallel zu den Finnen 22. und sind in einer Linie mit den Finnen auf der gegenüberliegenden Seitenwand angeordnet.In the illustrated embodiment of the invention, each side wall has numerous short ribs 11 which are arranged in a corresponding manner between the guide surfaces or fins 22 of the associated side wall and at a certain distance from these fins. These ribs 11 run parallel to the fins 22 and are arranged in a line with the fins on the opposite side wall.

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Wie in Fig.2 gezeigt ist, spitzen sich die Vorderkanten der eingeschichteten Finnen 22 in Richtung auf den Lichtbogenzündungsbereich am rechten Ende der Lichtbogenkammer zu. Die zugespitzten Ränder von jedem benachbarten Paar der Finnen 22 schneiden sich, wie es in Fig.2 gezeigt ist, um einen Eintrittswinkel wie z.B.a_am Eingang zu der Zick-Zackbahn zwischen den Finnen zu bilden. Die Scheitelpunkte dieser Eingangswinkel liegen alle auf einer gekrümmten Linie 23 (s.Fig.1), die deren geometrischen Ort darstellt. Der Bereich der Lichtbogenkammer unmittelbar neben dieser Linie 23 wird im folgenden als der Scheitelpunktbereich der Lichtbogenkammer bezeichnet.As shown in Fig.2, the leading edges of the layered ones are pointed Fins 22 in the direction of the arc ignition area at the right end of the arc chamber. The pointed edges of each adjacent pair of fins 22 intersect, as shown in Fig.2 is to an entry angle such as a_at the entrance to the zigzag path to form between the fins. The vertices of these entrance angles all lie on a curved line 23 (see Fig. 1), the represents their geometric location. The area of the arc chamber immediately adjacent to this line 23 is hereinafter referred to as the apex area the arc chamber.

Zur Erleichterung der Lichtbogenverschiebung in die Lichtbogenkammer ist ein Paar leitend.er Lichtbogenlaufflächen 2k und 25 entlang gegenüberliegender Ränder der Kammer vorgesehen. Die Seitenwände 18 und erstrecken sich zwischen diesen Laufflächen 2k und 25· Wie in Fig.1 gezeigt ist, verlaufen die Laufflächen 2k und 25 im allgemeinen quer zur Achse des Lichtbogens und divergieren in Bezug aufeinander von dem Lichtbogenzündungsbereich nahe der trennbaren Kontakte. Der Bereich der Lichtbogenkammer, wo die divergierenden Lichtbogenlaufflächen 2k und 25 den kleinsten Abstand aufweisen, wird als der Halsbereich der Lichtbogenkammer bezeichnet. Dieser Halsbereich ist in Fig.1 mit der Bezugszahl 50 versehen.To facilitate the shifting of the arc into the arc chamber, a pair of conductive arc running surfaces 2k and 25 are provided along opposite edges of the chamber. Sidewalls 18 and 15 extend between these raceways 2k and 25. As shown in Figure 1, raceways 2k and 25 are generally transverse to the axis of the arc and diverge with respect to one another from the arc ignition area near the separable contacts. The area of the arc chamber where the diverging arc running surfaces 2k and 25 have the smallest spacing is referred to as the neck area of the arc chamber. This neck area is provided with the reference number 50 in FIG.

In dem Halsbereich 50 befinden sich zwei getrennte Halsstücke 60, die jeweils eine Seitenwand mit kurzen Finnen oder Rippen 62 bilden, die aus einem Stück mit der Seitenwand hergestellt sind. Diese Halsstücke sind am besten aus Fig.5 zu ersehen, aus der hervorgeht, daß dort keine Verschachtelung der Rippen 62 besteht. In the neck region 50 there are two separate neck pieces 60 which each form a side wall with short fins or ribs 62 made in one piece with the side wall. These neck pieces can best be seen from Fig. 5, from which it can be seen that there is no nesting of the ribs 62 there.

Von der oberen Lauffläche 2k gehen zwei Fühler 5I ^aus feuerfestem leitendem Material aus, die elektrisch mit der Lauffläche 2k verbunden sind. Die Fühler sind unmittelbar neben, aber in einem kleinen Abstand von dem bewegbaren Schaltblatt k angeordnet. Der Zweck dieser Fühler ■ besteht darin, den Übergang des oberen Lichtbogenfußpunktes auf die obere Lichlbogenlauffläche 2k zu beschleunigen".From the upper run of 2k two sensors 5I ^a go from US refractory conductive material, which are electrically connected with the tread 2k. The sensors are arranged immediately next to, but at a small distance from, the movable switching sheet k . The purpose of these sensors ■ is to accelerate the transition from the upper arc root to the upper arc running surface 2k ".

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Die Lichtbogenkammer weist ferner eine erste Gruppe von Blas-Elektromagneten 26, 27 und 28, die neben der oberen Lichtbogenlauffläche 2k angeordnet ist, und eine zweite Gruppe Blas-Elektromagneten 29, 30 und 31 auf, die nahe der unteren Lichtbogenlauffläche 25 montiert ist. Jeder dieser Blasmagneten besitzt eine im allgemeinen U-förmige Struktur mit zwei Polstücken 32 und 331 die die Schenkel des U bilden, und einen verbindenden Kernteil 3k zwischen den Schenkeln des TI. Jeder Blasmagnet sitzt rittlings auf der Kammer, wobei seine Polstücke an den Außenseiten der Seitenwände 2k und 25 angebracht sind und sein Kern zwischen den Seitenwänden auf der rechten Seite der Lichtbogenlaufflächen verläuft, wie es in Fig.1 gezeigt ist. Um die Kerne der Blasmagneten herum sind Blasspulen 26a, 27a, 28a, 29a, 30a und^ia angebracht. Wie diese Figur zeigt, ist jede Blasspule rund und der Innendurchmesser ist so bemessen, daß er eine Isolierhülse auf dem einen runden Querschnitt aufweisenden Kern bündig umschließt, auf der die Spule angebracht ist. Die Blasspulen in der oberen Gruppe sind miteinander in Reihe geschaltet, und in ähnlicher Weise bildet auch die untere Gruppe eine Reihenschaltung.The arc chamber also has a first group of blowing electromagnets 26, 27 and 28 which is arranged adjacent to the upper arc running surface 2k , and a second group of blowing electromagnets 29, 30 and 31 which is mounted near the lower arc running surface 25. Each of these blowing magnets has a generally U-shaped structure with two pole pieces 32 and 331 forming the legs of the U and a connecting core portion 3k between the legs of the TI. Each blow magnet sits astride the chamber with its pole pieces attached to the outside of the side walls 2k and 25 and its core extending between the side walls on the right side of the arc running surfaces, as shown in Figure 1. Blowing coils 26a, 27a, 28a, 29a, 30a and ia are attached around the cores of the blowing magnets. As shown in this figure, each blow coil is round and the inside diameter is dimensioned to fit flush with an insulating sleeve on the core of circular cross-section on which the coil is mounted. The blowing coils in the upper group are connected in series with each other, and similarly the lower group is also connected in series.

In bezug auf die elektrische Verbindung der oberen Blasspulen sei bemerkt, daß die obere Lichtbogenlauffläche 24 in zahlreiche Segmente unterteilt ist, die durch Isolierstücke 52 und 53 getrennt sind. Die Blasspule 27a überbrückt elektrisch das Isolierstück 52, und die Blasspule 28a überbrückt elektrisch das Isolierstück 53- Die erste der oberen Blasspulen 26a ist elektrisch zwischen den Zapfen la und das erste Segment der Lichtlauffläche geschaltet. In ähnlicher Weise überbrücken die unteren Blasspulen 30a und 31a elektrisch die Isolierstücke 5k und 55 zwischen Segmenten der unteren Lichtbogenlauffläche. Die erste der unteren Blasspulen 29a ist elektrisch zwischen das erste Segment der unteren Lauffläche und den leitenden Zapfen 3 geschaltet. Diese Verbindung erfolgt durch einen elektrischen Leiter 57» With regard to the electrical connection of the upper blow coils, it should be noted that the upper arc running surface 24 is divided into numerous segments which are separated by insulating pieces 52 and 53. The blowing coil 27a electrically bridges the insulating piece 52, and the blowing coil 28a electrically bridging the insulating piece 53- The first of the upper blowing coils 26a is electrically connected between the pin la and the first segment of the light running surface. Similarly, the lower blow coils 30a and 31a electrically bridge the insulating pieces 5k and 55 between segments of the lower arc running surface. The first of the lower blow coils 29a is electrically connected between the first segment of the lower running surface and the conductive pin 3. This connection is made by an electrical conductor 57 »

Wenn die Kontakte des Schalters geschlossen sind, befinden sich die Blasspulen nicht in der Leistungsschaltung und sind infolgedessen nichtWhen the switch contacts are closed, the Blow coils are not in the power circuit and as a result are not

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erregt. Wenn die Kontakte dagegen getrennt v/erden, um einen Lichtbogen zu bilden, schaltet die Verschiebung des Lichtbogens entlang den Laufflächen 2h und 25 in die Kammer diese Blasspulen in bekannter Weise mit dem Lichtbogen in Reihe. Ein wichtiger Zweck der Blasmagneten besteht darin, den Lichtbogen anzutreiben und seine Bewegung entlang der Laufflächen in den Innenraum der Lichtbogenkammer hinein zu beschleunigen. Wenn eine bestimmte Blasspule erregt wird, verläuft das zwischen seinen Polstücken erzeugte Magnetfeld quer zu der Lichtbogensäule. Dieses Magnetfeld reagiert in bekannter Weise mit dem den Lichtbogen umgebenden Magnetfeld, um eine resultierende Kraft zu erzeugen, die den Lichtbogen mit hoher Geschwindigkeit in Richtung auf das Innere der Lichtbogenkammer treibt.excited. If, on the other hand, the contacts are separately grounded to form an arc, the displacement of the arc along the treads 2h and 25 into the chamber switches these blow coils in series with the arc in a known manner. An important purpose of the blow magnets is to drive the arc and to accelerate its movement along the running surfaces into the interior of the arc chamber. When a particular blow coil is energized, the magnetic field generated between its pole pieces is transverse to the arc column. This magnetic field reacts in a known manner with the magnetic field surrounding the arc to produce a resultant force which propels the arc at high speed towards the interior of the arc chamber.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Polstücke 32 und 33 der Blasmagnete derart aufgebaut, wie es an anderer Stelle beschrieben ist. Dort ist eine nähere Beschreibung der Polstücke und der Art und Weise gegeben, in der sie das Magnetfeld steuern, das den Lichtbogen in die Kammer treibt. Gemäß einem änderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, die bei den im folgenden beschriebenen TJntefbrechungsversuchen verwendet wurde, besitzen alle Polstücke 32 und 33 einen stark lameliierten Aufbau, außer den Polstücken des Elektromagneten 29, die nicht-lamelliert oder massiv sind.According to one embodiment of the invention, the pole pieces are 32 and 33 of the blow magnets constructed as described elsewhere. There is a more detailed description of the pole pieces and the Way in which they control the magnetic field that drives the arc into the chamber. According to another embodiment of the invention, which are carried out in the breakdown tests described below was used, all pole pieces 32 and 33 have one heavily laminated structure, except for the pole pieces of the electromagnet 29 which are non-laminated or solid.

Wenn die Lichtbogenfußpunkte an· den ^aufflächen in die Kammer hinein wandern, bewegt sich die Säule des Lichtbogens frei in die Kammer hinein, bis sie auf die sich schneidenden Vorderränder der zusammengeschichteten Finnen im Scheitelpunktbereich 23 treffen. Anschließend bewirkt ein weiteres Eindringen in die Lichtbogenkammer, daß die Lichtbogensäule eine Zick-Zackform annimmt,- wenn sie sich um die sich überlappenden Ränder der Finnen 22 herumbiegt, wie es in Fig.2a gezeigt ist» Die Verlängerung des Lichtbogens und die Kühlung, die sich aus dem innigen Eingriff des Lichtbogens und der Rippen ergibt, sind wichtige Faktoren, die zu einer erfolgreichen Stromunterbrechung beitragen. Es sei bemerkt,When the arc roots on the upper surfaces into the chamber wander, the column of the arc moves freely into the chamber until it hits the intersecting leading edges of the stacked ones Meet the fins in the apex area 23. Subsequently, further penetration into the arc chamber causes the arc pillar takes on a zigzag shape - when it revolves around the overlapping The edges of the fins 22 are bent around, as shown in FIG Lengthening of the arc and the cooling that results from the intimate engagement of the arc and the ribs are important factors which contribute to a successful power interruption. It should be noted

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daß der Lichtbogen, wenn er sich um den Rand einer Finne 22 herumwickelt, zwischen dem Rand der Finne 22 und dem Rand einer Rippe 11 angeordnet ist, die mit der Finne fluchtet und einen Teil der gegenüberliegenden Seitenwand bildet.that the arc, when it wraps around the edge of a fin 22, arranged between the edge of the fin 22 and the edge of a rib 11 which is aligned with the fin and forms part of the opposite side wall.

In einem Ausführungsbeispxel der Erfindung sind die Abschnitte 18, 19 und 22 der Lichtbogenkammer aus einem feuerfesten Material gebildet, das durch Reaktion konzentrierter Orthophosphorsäure und Chrysotil-Asbest hergestellt ist, wie es beispielsweise in den US-Patenten 2 366 48^ und 2 70k 381 beschrieben ist. Lediglich als Beispiel sei angegeben, daß eine bevorzugte Zusammensetzung von diesem Material auch einen Zirkon-Füllstoff in einer Menge von etwa 60 Gew.-% der Zusammensetzung enthält. Diese Zusammensetzung kann heiß gegossen bzw. gepreßt und anschließend in komplizierte Formen mit guter mechanischer Festigkeit verarbeitet werden. Anstatt daß die freiliegende Oberfläche dieses Materials blank gelassen wird, wird auf einen Teil dieser Oberfläche ein durch einen Plasmalichtbogen aufgesprühter bzw. aufgespritzter Überzug aus feuerfestem Metalloxid aufgebracht, das im wesentlichen aus amorphem Quarzglas (fused silica) besteht.In one embodiment of the invention, sections 18, 19 and 22 of the arc chamber are formed from a refractory material made by reacting concentrated orthophosphoric acid and chrysotile asbestos, such as that described in U.S. Patents 2,366,481 and 2,70k, 381 is. By way of example only, a preferred composition of this material also contains a zirconium filler in an amount of about 60% by weight of the composition. This composition can be hot cast or pressed and then processed into complex shapes with good mechanical strength. Instead of leaving the exposed surface of this material bare, a coating of refractory metal oxide, which consists essentially of amorphous quartz glass (fused silica), is applied to part of this surface, which is sprayed on by a plasma arc.

Amorphes geschmolzenes Silikat bzw. Quarzglas ist ein nicht-kristallines Material, das, obwohl es in der chemischen Zusammensetzung mit kristallinem Silikat; identisch ist, strukturelle, thermische und physikalische Eigenschaften hat, die sich von denjenigen des kristallinen Silikat stark unterscheiden. Strukturell ist amorphes Quarzglas eine gläserne Substanz, die von Kristallen im wesentlichen frei ist, die die kristallinen Formen von Siliziumdioxid bilden. Vom thermischen und physikalischen Standpunkt durchläuft kristallines Siliziumdioxid verschiedene Transformationen von einer Kristallform in eine andere, wenn es auf seinen Schmelzpunkt von etwa I7OO C erhitzt wird. Diese Transformationen werden von Volumenänderungen begleitet. ,Venn andererseits amorphes Quarzglas erhitzt wird, treten keine derartigen Transformationen auf. Sei etwa I5OO C erweicht das Quarzglas zu einer viskosenAmorphous fused silica or quartz glass is a non-crystalline one Material which, although it is in chemical composition with crystalline silicate; is identical, structural, thermal and physical Has properties that differ from those of the crystalline Silicate differ greatly. Structurally, amorphous quartz glass is a vitreous substance that is essentially free of crystals that form the crystalline forms of silicon dioxide. From a thermal and physical point of view, crystalline silica goes through different routes Transformations from one crystal form to another when heated to its melting point of around 170 ° C. These transformations are accompanied by changes in volume. On the other hand, when amorphous quartz glass is heated, such transformations do not occur on. At about 150 ° C. the quartz glass softens to a viscous one

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_ Ίi _ ψ^ο^~Τι~ _ Ίi _ ψ ^ ο ^ ~ Τι ~

Flüssigkeit, die selbst bis zu 2000 C ziemlich viskos bleibt. Amorphes Siliziumdioxid und kristallines Siliziumdioxid haben auch wesentlich unterschiedliche JSirenschaften in bezug auf thermische Expansion und thermische Stoßbeanspruchung. Bei einer raschen Erhitzung wird kristallines Siliziumdioxid, wenn es die oben beschriebenen Kristalltransformationen mit ihren damit verbundenen Volumenänderungen durchläuft, einer Rißbildung und Aufspaltung bzw. Absplitterung unterworfen; amorphes Quarzglas dagegen, das keine derartigen Transformationen durch läuft, ist von einer derartigen Rißbildung und Aufspaltung in großem Umfange frei.Liquid that remains quite viscous even up to 2000 C. Amorphous Silica and crystalline silica also have essentials different properties in relation to thermal expansion and thermal shock load. With rapid heating, it becomes crystalline Silicon dioxide when it has the crystal transformations described above passes through with its associated volume changes, subject to cracking and splitting or splintering; amorphous quartz glass, on the other hand, does not undergo any such transformations runs is free from such cracking and splitting to a large extent.

Der Quarzglasüberzug wird durch eine Lichtbogen-Plasmaspritzkanone konventioneller Form aufgebracht. Diese Spritz- oder Sprühkanone weist ein rohrförmiges Gehäuse 60 auf, das eine Lichtbogenkammer 61 und eine Austrittdüse 62 enthält, die von der Lichtbogenkammer nach außen führt. Innerhalb der Lichtbogenkammer befindet sich eine Lichtbogenelektrode 6^ die als eine Kathode dient, die von dem Gehäuse 60, das als eine Anode" dient, in .geeigneter Weise elektrisch isoliert ist. Ein gleichstromführender elektrischer Lichtbogen 66 wird zwischen der kathodischen Elektrode-6^ und dem anodischen Gehäuse oO gebildet, und ein geeignetes Gas, wie z.B. Stickstoff, wird in den Lichtbogenbereich eingeführt, wie es durch die Pfeile 67 angedeutet ist. Dieses Gas wird durch die hohe Temperatur des Lichtbogens in ein heißes Lichtbogenplasma umgewandelt, und dieses Plasma wird über die Austrittsdüse 62 von der Kanone ausgestoßen. Der Ausstoß aus der Düse kann sich so vorgestellt v/erden, daß er eine Plasmaflamme 70 und einen Spritzstrahl 72 aufweist.The quartz glass coating becomes more conventional with an arc plasma spray gun Form applied. This spray or spray gun has a tubular housing 60 which has an arc chamber 61 and a Includes exit nozzle 62 leading from the arc chamber to the outside. An arc electrode 6 ^ is located within the arc chamber which serves as a cathode that of the housing 60 which serves as an anode " is used, is electrically insulated in a suitable manner. A direct current carrying electric arc 66 is formed between the cathodic electrode-6 ^ and the anodic housing oO, and a suitable one Gas such as nitrogen is introduced into the arc area as indicated by arrows 67. This gas is due to the high The temperature of the arc is converted into a hot arc plasma, and this plasma is ejected from the gun via the exit nozzle 62. The output from the nozzle can be imagined as having a plasma flame 70 and a spray jet 72.

Das Gehäuse 60 enthält einen Zuführungskanal 7h, der in die Düsenströmungsbahn austritt. Durch diesen Zuführungskanal 7h wird Sprühpulver, das in einem geeigneten Trägergas, wie z.B. Stickstoff oder Argon, verteilt ist, in die Plasmaflamme eingeführt. Beim Eintritt in die Plasmaflamme werden 'die ^artikelchen, die das Pulver bilden, durch die hohe Temperatur der Plasmaflamme geschmolzen, und diese geschmolzenenThe housing 60 contains a feed channel 7h which exits into the nozzle flow path. Spray powder, which is distributed in a suitable carrier gas such as nitrogen or argon, is introduced into the plasma flame through this feed channel 7h. When entering the plasma flame, the particles which form the powder are melted by the high temperature of the plasma flame, and these are melted

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Partikelchen werden in dem Plasmastrom mitgerissen.Particles are entrained in the plasma stream.

Der diese geschmolzenen Partikelchen enthaltende I'lasmastrom wird von der Düse 62 auf die obere Fläche der Seitenwände 1o, 19 geschleudert. Beim Aufprall auf die Unterlage des vorher aufgebrachten Sprühmaterials breiten sich die ■'''artikelchen aus und erstarren bald, um somit den gewünschten Überzug zu bilden.The plasma stream containing these molten particles is from the nozzle 62 is thrown onto the upper surface of the side walls 1o, 19. Upon impact with the substrate of the previously applied spray material the ■ '' 'articles spread and soon solidify, thus creating the desired Form coating.

Wie bereits vorstehend ausgeführt wurde, ist es wünschenswert, einen Überzug aus amorphem Quarzglas auf die Seitenwände aufzubringen. Frühere Versuche, einen Quarzglasüberzug durch Lichtbogen-Plasmaspritzen aufzubringen, sind nicht sehr erfolgreich gewesen, entweder weil die auf das Substrat auftreffenden Partikelchen keinen Überzug bildeten oder nicht genügend fest an dem Substrat anhafteten oder weil Schwierigkeiten beim Sprühen auftraten, wie zum Beispiel das Verstopfen der Kanone und die Bildung von Fasern bzw. Fibern. Viele dieser früheren Versuche bauten auf pulverförmigem Quarzglas als Ursprungsmaterial auf, das in den Plasmastrom eingeleitet wurde. Wie nunmehr gefunden wurde, ist dies eine der Hauptquellen der obigen Probleme. Anstelle von Quarzglas (fused silica) wird erfindungsgemäß kristallines Siliziumdioxid als Ursprungsmaterial verwendet. Dieses kristalline Siliziumdioxid wird in Form von Quarzsand in einem geeigneten gasförmigen Träger verteilt, wie z.B. Stickstoff oder Argon, und in diesem suspendierten Zustand durch den Zuführungskanal 7k in den Plasmastrom eingeführt. Die hohe Temperatur des Plasmastromes schmilzt die Partikelchen des kristallinen Siliziumdioxidfjund wandelt sie in geschmolzene Tröpfchen von Quarzglas um, die in dem Plasmastrom mitgerissen werden. Der Überzug, der aus dem Erstarren dieser Partikelchen nach ihrem Auftreffen _auf der Basis entstehen, ist im wesentlichen reines Quarzglas, das im wesentlichen kein kristallines Siliziumdioxid (silnce) enthält. Mikroskopische Untersuchungen des Überzuges haben gezeigt, daß sich in dem Überzug nicht mehr als wenige Prozent kristallines Siliziumdioxid befinden.As stated above, it is desirable to apply a coating of amorphous quartz glass to the side walls. Previous attempts to apply a quartz glass coating by arc plasma spraying have not been very successful, either because the particles hitting the substrate did not form a coating or did not adhere sufficiently firmly to the substrate, or because of spray difficulties such as cannon clogging and the formation of fibers. Many of these earlier attempts were based on powdered quartz glass as the source material, which was introduced into the plasma stream. As has now been found, this is one of the major sources of the above problems. Instead of fused silica, crystalline silicon dioxide is used as the original material according to the invention. This crystalline silicon dioxide is distributed in the form of quartz sand in a suitable gaseous carrier, such as nitrogen or argon, and in this suspended state is introduced into the plasma flow through the supply channel 7k. The high temperature of the plasma stream melts the particles of crystalline silicon dioxide and converts them into molten droplets of quartz glass, which are entrained in the plasma stream. The coating resulting from solidification of these particles after they strike _a t the base contains substantially pure silica glass that substantially no crystalline silica (silnce). Microscopic examination of the coating has shown that there is no more than a few percent crystalline silicon dioxide in the coating.

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Um eine feste Verbindung zwischen dem Quarzglas und dem Substrat zu bilden, ist es wichtig, daß das Substrat durch die heiße Plasmaflamme auf eine Temperatur erhitzt wird, die seine Oberfläche in dem Bereich schmilzt, wo die geschmolzenen Partikelchen aus Quarzglas auf sie aufprallen. Wenn die lokalisierte Schmelzung nicht erfolgt, ist die Verbindung zwischen dem Überzug und dem Substrat schlecht. Die Oberflächenschmelzung vermindert die Schärfe der Grenzfläche zwischen dem Überzug und dem Substrat und sorgt für eine bessere Verschmelzung der zwei Materialien in diesem Bereich. Es wird angenommen, daß die .heiße Plasmaflamme das vorher aufgebrachte Siliziumdioxid während derjenigen Zeit in einem geschmolzenen Zustand hält, in der zusätzliche geschmolzene Silika-teilchen auftreffen, wodurch alle übereinander auftreffenden Silika,~teilchen in einer amorphen Struktur aus Quarzglas verschmelzen.To ensure a firm connection between the quartz glass and the substrate It is important that the substrate is exposed to the hot plasma flame is heated to a temperature that melts its surface in the area where the molten particles of quartz glass impinge on it. If the localized melting does not occur, the connection is bad between the coating and the substrate. The surface melting reduces the sharpness of the interface between the coating and the substrate and provides a better fusion of the two Materials in this area. It is assumed that the hot plasma flame maintains the previously deposited silica in a molten state during the time that additional molten Silica particles hit, causing all of them to hit one another Silica, ~ particles fuse in an amorphous structure made of quartz glass.

Zur H_erbeiführung dieser Oberflächenschmelzung des Substrates wird die Düse 62 der Kanone 60 so nahe an die Oberfläche des Substrates gehalten, daß die Substratoberfläche entweder innerhalb der Plasmaflamme 70 oder sehr nahe dem Ende der Plasmaflamme 70 zu liegen kommt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung beträgt dieser Abstand zwischen der Düse und dem Substrat 2,5-5 cm·H to _he beiführung this surface melting of the substrate, the nozzle 62 of the gun 60 is held as close to the surface of the substrate, that the substrate surface 70 comes to lie either within the plasma flame 70 or very close to the end of the plasma flame. According to one embodiment of the invention, this distance between the nozzle and the substrate is 2.5-5 cm

Ein Überzug aus Quarzglas, der in der oben beschriebenen VJeise aufgebracht ist, besitzt eine excellente Beständigkeit gegenüber plötzlichen thermischen Änderungen. Als Beweis hierfür wurden Proben (5 auf 10 cm), die in dieser Weise überzogen waren, untersucht, indem über ihre mit Quarzglas überzogene Oberfläche wiederholt eine Schneidbrennflamme geführt wurde, bis die Oberfläche eine rote Hitze erreicht hatte. Danach wurden die Proben in ein V/asserbad bei Raumtemperatur getaucht. Trotz dieser rauhen Behandlung blieb der ^uberzug unbeschädigt und behielt seine zähe Verbindung mit dem Substrat. Als weiteres Anzeichen für die excellente Beständigkeit gegen Temperaturänderungen des Quarzglasüberzuges wurden Lichtbogenk^ammern, die in dieser Weise überzogen waren, Starkstrom-Lichtbögen von einigen 10 000 Ampere ausgesetzt, wobei nur wenig oder gar nichts von dem Überzug absplitterte oder abbrach.A coating of quartz glass applied in the manner described above has excellent resistance to sudden thermal changes. As evidence of this, samples (5 by 10 cm) coated in this way were examined by repeatedly passing a cutting flame over their quartz glass coated surface until the surface had reached a red heat. The samples were then immersed in a water bath at room temperature. Despite these harsh treatment of ^u Plating remained undamaged and maintained its tenacious bond to the substrate. As a further indication of the excellent resistance to temperature changes of the quartz glass coating, arcing chambers coated in this way were exposed to high-voltage arcs of a few 10,000 amperes, with little or nothing of the coating splintering or breaking off.

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Beim Aufbringen les Überzuges auf die mit Finnen versehenen öüitenwände gemäß Fig. 5 wird 'lie Lichtbogen-Plasmakanone senkrecht zur Längjausdehnung der Rippen und Finnen 11, 22 bewegt, wie es durch den Pfeil 8o in Fig.5 gezeigt ist. Die Draufsicht in Fig.6 zeigt in gestrichelten Linien 80a, 80b und 80c die parallelen Bahnen, denen mit der Kanone während drei aufeinanderfolgender Übergänge gefolgt wird, v/obei jeder Übergang senkrecht zur Länge der Rippen und Finnen 11 und 22 erfolgt. Der Übergang der ersten Bahn ist durch die gestrichelte Linie 80a, derjenige der zweiten durch öOb und derjenige der dritten durch BOc dargestellt. Jeder Übergang der Kanone folgt einer Bahn parallel und nahe neben dem vorhergehenden Übergang, so daß der aus jedem Übergang resultierende Überzug denjenigen aus dem vorhergehenden übergang leicht überlappt. Diese senkrechte Bewegung vermindert die Energiemenge, die irgendeiner Finne während eines gegebenen Überganges der Kanone zugeführt wir I, im Vergleich zu der Energie, die derselben Finne zugeführt würde, falls die Kanone während jedes Überganges in Längsrichtung über die zu überziehende Finne bewegt würde. Diese verminderte Energie senkt merklich die Neigung der Finne, sich unter den durch die Hitze herbeigeführten Beanspruchungen zu verbiegen und zu reißen. Die Kanone wird bei jedem nachfolgenden Übergang ein kurzes Stück nach links verschoben, bis die gesamte Fläche, die überzogen werden soll, besprüht ist.When the coating is applied to the outer walls provided with fins according to FIG. 5, the arc plasma gun is moved perpendicular to the longitudinal extension of the ribs and fins 11, 22, as shown by the arrow 8o in FIG. The top view in FIG. 6 shows in dashed lines 80a, 80b and 80c the parallel paths followed by the cannon during three successive transitions, each transition being perpendicular to the length of the ribs and fins 11 and 22 . The transition of the first path is represented by the dashed line 80a, that of the second by ÖOb and that of the third by BOc. Each transition of the gun follows a path parallel to and close to the previous transition so that the coating resulting from each transition slightly overlaps that from the previous transition. This perpendicular movement reduces the amount of energy delivered to any fin during a given transition of the cannon compared to the energy that would be delivered to the same fin if the cannon were moved lengthways across the coating fin during each transition. This decreased energy noticeably reduces the fin's tendency to bend and tear under the stresses caused by the heat. The cannon is shifted a short distance to the left with each subsequent transition until the entire area to be coated has been sprayed.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Basis aus Phosphor-Asbestmaterial besteht, wird der Plasma-Sprühvorgang verwendet, um sowohl das Basismaterial mit Flammen zu behandeln als auch, um den gewünschten Überzug aufzubringen. In diesem AusfUhrungsbeispiel wird die Hitze der* Plasmaflamme während des Sprühprozesses dazu verwendet, teilweise zu entgasen und teilweise absorbiertes und chemisch gebundenes Wasser aus dem Substrat im Bereich neben seiner freiliegenden Oberfläche zu entfernen.According to an embodiment of the invention, in which the base consists of Phosphorus asbestos material, the plasma spraying process is used to treat both the base material with flames and around the to apply the desired coating. In this exemplary embodiment uses the heat of the * plasma flame during the spraying process to partially degassed and partially absorbed and chemically bound water from the substrate in the area adjacent to its exposed surface to remove.

In einem anderen Aunführun ,sbeispiel der Erfindung wird die gewünschte Flammenbehandlung dadurch erreicht, daß das Substrat zunächst mit der Lichtbogen-Plasmaflamme ohne Sprühwirkung behandelt und dann nachIn another embodiment of the invention, the desired Flame treatment achieved in that the substrate is first treated with the arc plasma flame without spray effect and then after

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Beendigung der Flammenbehandlung das Substrat durch das Lichtbogenplasma bespritzt wird. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es nicht notwendig, die Geschwindigkeit der Bewegung der Kanone während des Spritzvorganges durch irgendein Erfordernis der Entgasung oder Feuchtigkeitsentfernung zu begrenzen; es ist jedoch notwendig, daß die Bewegung der Kanone genügend langsam ist, damit die Oberfläche während des Lichtbogen-Plasmasprühvorganges schmelzen kann. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel werden bei Anwendung auf die mit Rippen versehene Lichtbogenkammer sowohl die Flammenbehandlung als auch die Sprühvorgänge dadurch durchgeführt, daß die Kanone entlang parallelen Bahnen senkrecht zur Länge der Finnen geführt wird, wodurch die Tendenz der Finnen zum Verbiegen und Reißen stark vermindert wird, wie es vorstehend erläutert wurde. Zwar wurde die Flammenbehandlung der Finnen bisher durch Bewegung einer Plasma-Kanone entlang solcher senkrechten Bahnen durchgeführt, dies war jedoch kein Spritz- oder Sprühvorgang und es ist nicht bekannt, dali irgendein thermischer Sprühvorgang unter Verwendung derartiger senkrechter Bahnen durchgeführt worden ist.Completion of the flame treatment the substrate by the arc plasma is splashed. In this second embodiment of the invention It is not necessary to adjust the speed of movement of the cannon during the spraying process by any method Limit need for degassing or moisture removal; however, it is necessary that the movement of the gun be slow enough to allow the surface to operate during the arc plasma spray process can melt. In this second embodiment, when applied to the finned arc chamber, both the flame treatment and the spraying operations are carried out by guiding the cannon along parallel paths perpendicular to the length of the fins thereby greatly reducing the tendency of the fins to buckle and crack, as discussed above. True, the flame treatment was of the Finns had previously been carried out by moving a plasma cannon along such vertical paths, but this was not Splash or spray process and it is not known to have any thermal Spraying has been carried out using such vertical paths.

Eine mikroskopische Untersuchung des Überzuges zeigt, daß trotz der Tatsache, daß das in die Plasma-Lichtbogenspritzkanone eingeführte Ursprungsmaterial kristallines Siliziumdioxid ist, der Überzug nahezu vollständig amorphes Quarzglas ist. Auch wenn eine geringe Menge an kristallinem Siliziumdioxid in dem Quarzglas vorhanden ist, zeigen die vorliegenden Untersuchungen, daß diese Menge nicht größer als einige wenige Prozent sind, beispielsweise nicht mehr als etwa -5'$·A microscopic examination of the coating shows that despite the Fact that the original material introduced into the plasma arc spray gun is crystalline silicon dioxide, the coating is almost entirely amorphous quartz glass. Even if a small amount of crystalline silicon dioxide is present in the quartz glass, show the existing studies that this amount is no greater than a few percent, for example no more than about -5 '$

Die mikroskopische Untersuchung des Überzuges zeigt weiterhin, daß der Überzug durch und durch verteilte geschlossene Poren enthält, wobei sich nahe dem Substrat mehr geschlossene Poren finden als nahe der äußersten Oberflache. Nahe dem Substrat scheinen diese Poren etwa 25 - y'f/j des Katerialvolumens einzunehmen und sind größer als nahe der Außenfläche. T)or Überzug erscheint nahe dem Substrat opak aber nahe der Außenfläche mehr durchscheinend. Der Überzug hat eine gläserne Textur mit einer ziemlich unregelmäßigen Oberfläche, die aber glatter wird,The microscopic examination of the coating also shows that the coating contains closed pores distributed through and through, with more closed pores being found near the substrate than near the outermost surface. Near the substrate, these pores appear to occupy about 25 - y'f / j of the volume of the material and are larger than near the outer surface. T) or coating appears opaque near the substrate but more translucent near the outer surface. The coating has a glass texture with a rather irregular surface, but it becomes smoother,

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wenn die Lichtbogenkammer zur Stromunterbrechung verwendet wird.when the arc chamber is used to interrupt the current.

Der überzug ist amorphes Quarzglas anstelle des kristallinen. Siliziumdioxid des Ausgangsmaterials. Dieser überzug aus amorphem Siliziumdioxid hat eine Verbindung hoher Festigkeit mit dem darunter liegenden Substratmaterial. Versuche, den Überzug unter Verwendung von Quarzglas in Pulverform, als Ausgangsmaterial aufzubringen, führten, wenn überhaupt, zu einer schlechten Anhaftung der aufgesprühten Partikelchen und zu anderen Spritzschwierigkeiten.The coating is amorphous quartz instead of crystalline. Silicon dioxide of the starting material. This amorphous silicon dioxide coating has a high strength bond with the one below Substrate material. Attempts to apply the coating using quartz glass in powder form as the starting material resulted, if at all, poor adhesion of the sprayed-on particles and other spray problems.

Der erfindungsgemäße Überzug aus amorphem Quarzglas ist höchst beständig gegenüber Rißbildung und Absplitterung. Als ein Beispiel wurde eine Schneidbrenner'f lamme wiederholt über die überzogene Oberfläche der Lichtbogenkammer geführt, ohne daß der Überzug oder die Lichtbogenkammer beschädigt wurden. Darüber hinaus zeigte eine Untersuchung der überzogenen Lichtbogenkammer nach Versuchen mit Starkstromunterbrechungen typischerweise kein Anzeichen für ein Versagen des Überzuges infolge von thermischen Stoßbeanspruchungen. Die extrem hohe Temperatur eines Starkstrom-Lichtbogens erzeugt eine gewisse Erosion des Überzuges, aber der Überzug splittert oder bricht nicht oder nur in ganz geringem Maße ab.The amorphous quartz glass coating according to the invention is extremely durable against cracking and chipping. As an example, a Cutting torch flame repeatedly over the coated surface of the Arc chamber out without the coating or the arc chamber were damaged. In addition, an examination of the excessive After attempts at high voltage interruptions, the arc chamber typically shows no evidence of coating failure as a result of thermal shock loads. The extremely high temperature of a high-voltage arc produces a certain erosion of the coating, but the coating does not splinter or break off, or only to a very small extent.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein relativ dicker Überzug aus Siliziumdioxid auf die oberen Flächen 70 der in Fig.5 gezeigten Finnen 22 und auf die oberen Flächen 71 der Rippen 11 auf den Seitenwänden aufgebracht. Die Dicke des Überzuges kann beispielsweise bei 70 in dem Bereich von 330 bis 5O8 um (13 bis 20 mils) und bei 71 in dem Bereich von 125 bis 200 um (5 - 8 mils) liegen. Entlang den vertikalen Seiten der Finnen in Fig.5 ist der Überzug nur 25 bis 50 umAccording to one embodiment of the invention, one becomes relatively thick Coating of silicon dioxide on the upper surfaces 70 of those shown in FIG Fins 22 and on the upper surfaces 71 of the ribs 11 on the Side walls applied. The thickness of the coating can range from 330 to 508 µm (13 to 20 mils) at 70 and at 71, for example be in the range of 125 to 200 µm (5-8 mils). Along the vertical sides of the fins in Figure 5, the coating is only 25 to 50 µm

(1 bis 2 mils) dick und verläuft von der oberen Fläche etwa über die Hälfte des Abstandes zur Basis der Finne. Auf den Oberflächen 72 ist der Überzug wenige 25 um dick. In dem Halsbereich 50 der Lichtbogenkammer sind die Halsstücke 60 und ihre Rippen 62 ebenfalls mit durch einen Plasma-Lichtbogen aufgesprühten Quarzglas in der gleichen Weise überzogen. Dieser Überzug ist auf den vertikalen Oberflächen gemäß(1 to 2 mils) thick and runs from the top surface approximately across the Half of the distance to the base of the fin. On the surfaces 72 the coating is a few 25 µm thick. In the neck area 50 of the arc chamber the neck pieces 60 and their ribs 62 are also with plasma arc sprayed quartz glass in the same manner overdrawn. This coating is conformable on the vertical surfaces

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I*I *

Fig.k etwa ^50 bis 500 um (1-8 bis 20 mils) dick. Diese Dicken sind lediglich als Beispiele gegeben, und es sei in diesem Zusammenhang bemerkt, daß sie innerhalb hier gegebenen Lehren auch wesentlich verändert werden können.Fig. K about 50 to 500 µm (1-8 to 20 mils) thick. These thicknesses are only given as examples, and it should be noted in this context that they can also be significantly changed within the teachings given here.

In einem anderen Ausführungsbeispxel der Erfindung wurden hervorragende Ergebnisse mit einer Lichtbogenkammer erhalten, die Überzüge aus Quarzglas enthielt, deren Dicke nur« etwa die Hälfte der oben beschriebenen Dicke in den Bereichen 70 und in den Bereichen neben den Lichtbogenlaufflächen 2k und 25 außerhalb des Halsbereiches betrug. Ansonsten hatte der Überzug etwa die gleiche Dicke wie in dem Ausführungsbeispxel 1. Bei der Herstellung dieser letztgenannten Lichtbogenkammern wurde das Basismaterial vor Aufbringen des Überzuges wärmebehandelt, indem über seine freiliegenden Oberflächen die Flamme oder das Plasma von einem Lichtbogen-Plasmabrenner geführt wurde. In der Lichtbogenkammer mit dem dickeren Überzug des vorhergehenden Absatzes wurde vor dem Aufbringen des Überzuges keine derartige Flammenbehandlung angewendet. Die Flammenbehandlung vor dem Plasmasprühen dient zur teilweisen Entgasung und zur teilweisen Entfernung von absorbiertem und chemisch gebundenem Wasser aus dem Basismaterial in dem Bereich neben einer freiliegenden Oberfläche, typischerweise bis zu einer Tiefe von etwa I50 bis 250 um (6 bis 10 mils). Bei dem in dieser Weise vorbehandelten Basismaterial ist es nicht erforderlich, den nachfolgenden Plasmasprühvorgang zu verlängern, um die lokalisierte Hitze zu entwickeln, die zu einer ausreichenden Entgasung und Wasserentfernung erforderlich, ist. Demzufolge kann der nachfolgende Plasmasprühvorgang auf dem vorbehandelten Basismaterial mit einem dabei entstehenden dünnerem Überzug und mit einer viel,geringeren Erhitzung der Lichtbogenkammer relativ schnell durchgeführt werden. Diese geringere Erhitzung während des Aufsprühens ist vorteilhaft bei der Verminderung der Verbiegung der Finnen und Seitenwände. Der dünnere Überzug hat ferner den Vorteil, daß er zum Strömungswiderstand der verschiedenen Kanäle durch die Lichtbogenkammer hindurch weniger hinzufügt.In another embodiment of the invention, excellent results were obtained with an arc chamber which contained coatings of quartz glass, the thickness of which was only about half the thickness described above in the areas 70 and in the areas adjacent to the arc contact surfaces 2k and 25 outside the neck area. Otherwise, the coating was about the same thickness as in embodiment 1. In the manufacture of these last-mentioned arc chambers, the base material was heat-treated before the coating was applied by passing the flame or plasma from an arc plasma torch over its exposed surfaces. In the arc chamber with the thicker coating of the previous paragraph, no such flame treatment was applied prior to the application of the coating. Flame treatment prior to plasma spraying is used to partially degas and partially remove absorbed and chemically bound water from the base material in the area adjacent an exposed surface, typically to a depth of about 150 to 250 µm (6 to 10 mils). In the case of the base material pretreated in this way, it is not necessary to extend the subsequent plasma spraying process in order to develop the localized heat which is necessary for sufficient degassing and water removal. As a result, the subsequent plasma spraying process can be carried out relatively quickly on the pretreated base material with a thinner coating and with much less heating of the arc chamber. This lower heating during spraying is advantageous in reducing the deflection of the fins and side walls. The thinner coating also has the advantage that it adds less to the flow resistance of the various channels through the arc chamber.

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In beiden oben angegebenen Ausführungsbeispielen wurden die Bauteile der Phosphor-Asbest-Lichtbogenkammer vor dem Bespritzen oder der Flammenbehandlung in üblicher Weise gebrannt.In both of the above-mentioned exemplary embodiments, the components of the Phosphorus asbestos arc chamber before spraying or flame treatment fired in the usual way.

In beiden Ausführungsbeispielen befindet sich am rückwärtigen oder Austrittsende der Lichtbogenkammer ein Bereich 77₅ wo das Basismaterial aus Phosphor-Asbest blank und unüber'zogen gelassen ist. Dies ist in Fig.1 dargestellt, wo die gestrichelte vertikale Linie 78 die Grenze des überzogenen Bereiches darstellt.- Links von dieser Linie 78 ist das Lichtbogenkammermate ri'al nicht überzogen) auf der rechten Seite der Linie 78 dagegen ist die Lichtbogenkammer in der oben beschriebenen Weise überzogen. Der Grund dafür, daß dieser Bereich 77 unüberzogen gelassen wird, soll im folgenden beschrieben werden, 'flenn die Lichtbogenkammer der oben beschriebenen Flammen-Vorbehandlung unterworfen wird, überdeckt die Vorbehandlung den hinteren Bereich 77 ebenso wie den Bereich auf der rechten Seite der Linie 78. _{In both exemplary embodiments, there is an area 77 5} at the rear or exit end of the arc chamber where the base material made of phosphorus-asbestos is left bare and uncoated. This is shown in Fig. 1, where the dashed vertical line 78 represents the limit of the coated area. To the left of this line 78 the arc chamber material is not coated) on the right side of the line 78, however, the arc chamber is in the above described way coated. The reason that this area 77 is left uncoated will be described below, when the arc chamber is subjected to the flame pretreatment described above, the pretreatment covers the rear area 77 as well as the area to the right of the line 78.

Amorphes Quarzglas weist verschiedene wichtige Eigenschaften auf, die zu seinen außergewöhnlichen Fähigkeiten als ein Material für eine Lichtbogenkammer beitragen. Eine von diesen ist, daß es nur sehr wenig Gas freiläßt, wenn es Starkstromlichtbögen ausgesetzt ist. Da es in der Gasentwicklung so langsam ist, kann sich ein Starkstromlichtbogen mit einer sehr hohen Geschwindigkeit an einer Oberfläche auf diesem Material entlang bewegen. Vor dem Lichtbogen baut sich nur ein kleiner Gasdruck auf und somit entsteht nur ein kleiner Widerstand gegenüber der Lichtbogenbewegung. Dieser kleine Widerstand ist wichtig, damit sich der Lichtbogen schnell von dem Lichtbogenzündungsbereich weg und tief in den effektiven Unterbrechungsbereich hinter dem Scheitelpunkt 23 bewegen kann. Es ist jedoch höchst wichtig, daß der Lichtbogen nicht vollständig durch die Kammer wandert oder daß die Lichtbogenprodukte nicht ohne adäquate Kühlung aus der Kammer austreten, denn beide Zustände könnten bewirken, daß der Lichtbogen rückzündet und über dem hinteren Teil der Kammer brennt, was zu einem unerträglichen Fehlerzustand führen würde. Um diese Erscheinung zu verhindern, ist der rückwärtige Abschnitt 77 der Kammer ohne Überzug gelassen, wie es oben beschrieben wurde, und -Amorphous quartz glass exhibits several important properties that to its extraordinary capabilities as an arc chamber material contribute. One of these is that it releases very little gas when exposed to high voltage arcing. As it is in gas evolution is so slow, a high-voltage arc can travel along a surface on this material at a very high speed move. Only a small gas pressure builds up in front of the arc and thus there is only a small resistance to the arc movement. This small resistance is important in order for the arc to move quickly away from the arc ignition area and deep into the effective interruption area behind the vertex 23 can move. However, it is most important that the arc not be complete migrates through the chamber or that the arc products are not without adequate cooling exit from the chamber, as either condition could cause the arc to re-ignite and over the rear of the Chamber burns, which would lead to an unbearable fault condition. To prevent this phenomenon, the rear portion is 77 left the chamber uncovered as described above, and -

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seine Wand ist deshalb in der Lage, die übliche, relativ große Fe'nge an Gasen zu entwickeln. Diese Gase dienen zur Absperrung der Lichtbogenbewegung hinter dem Pereich der Grenzlinie 78 und ferner zur effektiven Kühlung der Lichtbogenprodukte, die durch den rückwärtigen Abschnitt der Kammer ausgestoßen werden.its wall is therefore capable of the usual, relatively large gap to develop gases. These gases serve to shut off the arc movement beyond the area of the boundary line 78 and further to effectively cool the arc products expelled through the rear portion of the chamber.

In der dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind die Oberflächen der Pinnen 22. die in Fig. 1 horizontal angeordnet sind,, nur teilweise überzogen und sind selbst dort. wo sie überzogen sind, nur mit einem sehr dünnen überzug überzogen. Dadurch kennen gewisse Gase durch den Lichtbogen aus dem darunterliegenden Basismaterial der Finnen entwickelt werden,, und es wird angenommen., daß diese Gase für eine wünschenswerte Kühlwirkung sorgen. Die aus diesen Bereichen entwickelte Menge an Gasen ist jedoch nicht so groß. um die mit hoher Geschwindigkeit erfolgende Bewegung des Lichtbogens in die Kammer hinein in"unerwünschter"Weise zu behindern.In the illustrated embodiment of the invention, the surfaces are the tiller 22, which are arranged horizontally in Fig. 1, only partially covered and are there themselves. where they are coated, only coated with a very thin coating. Know thereby certain gases are evolved from the underlying base material of the fins by the arc, and it is believed that these gases provide a desirable cooling effect. The ones from these However, areas evolved amount of gases is not so great. the high speed movement of the arc to obstruct into the chamber in an "undesirable" manner.

Es wird darauf hingewiesen, daß die Seitenwände der Lichtbogenkammer in dem Bereich, der sich von dem Lichtbogenzilndungsbereich zum Bereich des Scheitelpunktes 2"*; erstreckt, in größerem Maße mit dem Quarzglas überdeckt ist,' Dies wird für signifikant angesehen, da der Lichtbogen in diesem bestimmten Bereich angeordnet ist, wenn sein Stromgehalt am höchsten ist, und während dieses Starkstromintervalles sieht der Lichtbogen deshalb hauptsächlich Quarzglas. Dies begrenzt in wirksamer Weise die Gasmenge, die während des kritischen Starkstromintervalles durch den Lichtbogen erzeugt wird, in dem anderenfalls die Gaserzeugung sich auf ihrem Maximum befinden würde.It should be noted that the side walls of the arc chamber in the area extending from the arc ignition area to the area of the vertex 2 "*; extends to a greater extent is covered with the quartz glass, 'This is considered to be significant since the arc is located in this particular area when and during its current content is the highest Therefore, the arc mainly sees quartz glass in the high current interval. This effectively limits the amount of gas that is generated during the critical high voltage interval by the arc, in which otherwise the gas generation is on their Would be maximum.

Eine weitere wichtige Eigenschaft des durch Lichtbogenplasma aufgesprühten Quarzglases,, die zu seinen exzeptionellen Fähigkeiten als ein Lichtbopenkammermaterial beiträgt, besteht darin, daß es gegenüber Lichtbogenerosion höchst beständig ist. Der Quarzglasüberzug vermindert die Erosion des Lichtbogenkammermaterials in einem solchen Maße, daß die Grenze der Kammerlebensdauer nicht durch die Erosion sondern durch AbScheidungen von Metalldampfen gesetzt wird, die durch bei Bestehen.eines Lichtbogens verdampfende wet?] Ibert^ndteile r"er Lichtbogenkammer und-der Kontakte erzeugt verden.Another important property of the arc plasma sprayed on Quartz glass, which is one of its exceptional capabilities as a light bulb chamber material is that it is highly resistant to arc erosion. The quartz glass coating reduces the erosion of the arc chute material to such an extent that the limit of the chamber life does not set by the erosion but by the deposition of metal vapors which is caused by vaporizing in the presence of an arc wet?] Ibert ^ ndteile r "er arc chamber and - the contacts generated verden.

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Eine weitere wichtige Eigenschaft von Quarzglas (fused silica) ist ferner, daß es einen sehr hohen spezifischen elektrischen Widerstand besitzt, selbst wenn es heiß ist. Dies verhindert nachdrücklich, daß ein elektrischer Strom unmittelbar nach einer Lichtbogenbildung über die Lichtbogenkammer fließt, wodurch eine Stromunterbrechung weiter unterstützt wird.Another important property of fused silica is that it has a very high specific electrical resistance, even when it's hot. This strongly prevents an electrical current from flowing through the immediately after an arcing occurs Arc chamber flows, which further supports a current interruption.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist zwar insbesondere in Verbindung mit dem überziehen eines Substrates beschrieben worden, das aus einem Phosphor-Asbestmaterial mit Zirkon-Füllstoff hergestellt ist; es wird aber darauf hingewiesen, daß dies lediglich zu Beispielzwecken geschehen ist. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch beim Überziehen vieler anderer feuerfester nicht-metallischer Materialien verwendet werden, wie z.B. Phosphor-Asbestmaterial ohne den Zirkon-Füllstoff, Portland-Zementasbest, wie es in dem US-Patent 2 270 723 beschrieben ist, und glasverbundenem Glimmer.The inventive method is particularly in connection with the coating of a substrate made of a phosphorus-asbestos material with zirconium filler has been described; it will but it should be noted that this has only been done for exemplary purposes. The method according to the invention can also be used when covering many other refractory non-metallic materials are used, such as phosphorus asbestos material without the zirconium filler, portland cement asbestos, as described in U.S. Patent 2,270,723 and glass bonded Mica.

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Claims

1. / Method for applying a quartz glass coating to a substrate made of refractory, non-metallic material, in which the coating is firmly bonded to the substrate, characterized in that , that

a) an arc plasma spray gun is created, which has an arc chamber (61) in which an electric arc (66) means (69) for introducing gas into the arc chamber, to develop a high temperature arc plasma, a nozzle (62) through which the arc plasma from the Cannon is ejected, and has means (7 * 0 through which Particles of coating material can be introduced into the arc plasma in order to melt the particles and then these entangled in the arc plasma ejected by the cannon,

b) A high temperature arc plasma developed within the cannon and projecting the arc plasma from the gun onto a surface of the refractory non-metallic substrate material will,

c) particles made of a material are introduced into the arc plasma consisting essentially of crystalline silicon dioxide, with the particles from the high-temperature arc plasma melted and entrained in the arc plasma,

d) and the nozzle (62) during the time in which the arc plasma containing molten silicon dioxide particles is applied to the The substrate being thrown is held close enough to the substrate to melt the surface onto the molten one Impact silicon dioxide particles.

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Method according to claim 1, characterized in that that the substrate has a base (18) with elongated fins (11, 22) protruding from the substrate, and the arc plasma fuel zkanone -during process steps c and d of the arc plasma spraying process, generally perpendicular to the length the fins (11, 22) is moved.

3. The method according to claim 2, characterized Don't run the plasma arc gun in consecutive order Transitions is moved across the surface of the substrate, which generally follow parallel paths (80a, b, c) that are sufficiently close abut one another so that the spray coating from one transition overlaps that from the immediately preceding transition.

Method according to claim 1, characterized in that the substrate is preheated before spraying steps c and d, by passing a high temperature flame over the surface to partially remove gases and water from the portion of the substrate as well remove this surface.

Arc chamber for an AC circuit breaker, in which an arc can be driven to extinguish it, g e k e η 'η draws by means (60) defining an arc ignition region (50) in which the arc occurs during a current interruption process is ignited, a pair of spaced apart side walls (18, 19) of insulating material, the generally run parallel to the path followed by the arc as it travels from the arc ignition area into the arc chamber, and spaced sheets of insulating material (11,22) transverse to the side walls (18,19) and edges for engagement with the arc as it migrates into the arc chamber, with an adherent coating made by arc plasma sprayed on refractory metal oxide are covered,

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which essentially consists of amorphous quartz glass (fused silicon dioxide) consists.

6. arc chamber according to claim 5i, characterized that both sixth walls (18, 19) have grooves (22), which protrude from the side walls and form the plates, the fins on one side wall with the fins on the other Side wall are arranged together and the edges of which are arranged at a distance from the other side wall, and that each side wall sections (11), which are aligned with the fins (22) of the other side wall and which have an adhesive coating from arc plasma sprayed on refractory metal oxide are covered, which essentially consists of amorphous quartz glass (fused silicon dioxide) consists.

7 · Arc chamber according to claim 5 »characterized in that that the side walls (6o) in the area of the arc chamber which surrounds the arc ignition area (50) with an adherent coating of refractory metal oxide sprayed on by arc plasma, which consists essentially of amorphous quartz glass.

8. Arc chamber according to claim 5j thereby geken. n sign that the plates (22) have transversely to the side walls (18, 19) extending surfaces adjacent to the side walls Have portions substantially free of the arc plasma sprayed coating.

9. Arc chamber according to claim 5> characterized in that the plates are made of a material which developed much more gas than the quartz glass coating.

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10. Arc chamber according to claim 5 »characterized that the edges form an apex area (23), behind which the further movement of the arc in the arc chamber inside causes the arc to develop a zigzag looping motion around the coated edges of the plates.

11. Arc chamber according to claim 9 _5, characterized in that the side walls of the arc chamber in the area which extends from the arc ignition area (50) to the apex area (23) are covered with an adhesive coating of refractory metal oxide sprayed on by arc plasma, which is covered in consists essentially of amorphous quartz glass.

12. Arc chamber according to claim 5, characterized in that that the arc chamber has an exit area remote from the arc ignition area (50) (to the left of 78) through which arc products ^ are ejected from the arc chamber, the surface of the ejection region of are generally free from the quartz glass coating and are made of a material which evolves much more gas than the quartz glass coating.

13 · Arc chamber according to claim 5i, characterized in that that the arc chamber has a maximum dimension measured across the plates (22) of more than 50 cm (20 inches) and has a maximum extension measured along the length of the plate of greater than 20 cm (8 inches).

Arc chamber according to claim 5 »characterized in that that the side walls (18, 19) and plates (11, 22) consist of an asbestos-like base material from which chemically bound, vasser is partially removed over an area that

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extends at least a few 25 µm in depth from the surface of the arc chamber exposed to the arc "

15 · Arc chamber according to one or more of Claims 5 to 12, characterized in that the side walls and panels are made of a phosphorus asbestos material with zirconium filler exist with which the coating is connected.

16. Arc chamber according to one or more of claims 5 to 12, characterized in that the side walls and panels are made of a phosphorus asbestos material with which the Plating is connected.

17. Arc chamber according to one or more of claims 5 to 16, characterized in that the strips of the plates are arranged so that the arc is zigzag Looped track developed around the edges of the panels.

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