DE2710051A1 - Druckgasschalter - Google Patents

Description

Patentanwalts ^» ? Ύ Τ Λ

Manitz, Fir.sierwald a Qif^'ioW M O O 3

München 22, hoberlKür.ii-Str.i *

Telefon {089} 224211 2/10051

!tünchen, den 0'6,Oy.77

SPRECHER & SCHUH AG Aarau (Schweiz)

Druckgasschalter

Die Erfindung betrifft einen Druckgasschalter mit einem festen und einem beweglichen Kontaktstück, die in und ausser Eingriff miteinander bringbar sind, mit einer durch das bewegliche Kontaktstück im Zuge der Ausschaltbewegung freigebbaren Blasdüse, die einlasseitig mit einem einen Pumpkolben aufweisenden Pumpraum in Verbindung steht, sowie mit einem Lichtbogenraum, der mit der dem Pumpraum abgekehrten Seite des Pumpkolbens in Verbindung steht.

709881/0609

Es sind schon viele Vorschläge bekanntgeworden, den Druckstoss, der durch den bei dem Ausschalten des Schalters auftretenden Lichtbogen entsteht, auf das Gas in einem dem Schalter zugeordneten Speicher- oder Pumpraum einwirken zu lassen und dieses sodann zum Beblasen des Lichtbogens zu benützen. Schalter dieser Art, die allerdings eirie unmittelbare Berührung der heissen Bogengase mit dem Löschgas im Speicher- oder Pumpraum vorsahen, sind beispielsweise in den CtI-PS 143.494 und 173.516 sowie in der DT-PS 732.879 beschrieben.

Die Erkenntnis, dass das im Speicherraun vorhandene Löschgas durch den unmittelbaren Kontakt mit den heissen Bogengasen rasch verseucht werden kann und somit das Risiko einer Rückzündung des Dogens entsteht, hat dazu geführt, dass Schalter vorgeschlagen wurden, bei denen die im Lichtbogenraum entstehenden, hochgespannten Gase einen Pumpkolben antreiben (oder zumindest den Antrieb des Pumpkolbens unterstützen), der seinerseits das im Pumpraum vorhandene Löschgas komprimiert, das sodann beispielsweise mittels einer Blasdüse den Lichtbogen bebläst. Schalter dieser, mit einem Pumpkolben ausgerüsteten Art sind in der CH-PS 186.647 (Fig. 4) sowie in der DT-OS 23 50 832 beschrieben. Allerdings sind bei diesen Schaltern zwei Unterbrechungsstellen vorgesehen, v/obei dadurch im Zuge der Ausschaltbewegung an jeder dieser Unterbrechungsstellen ein Lichtbogen zum Zünden kommt. Der von einen dieser Lichtbogen ausgehende Druckstoss wird zum Antrieb des Kolbens herangezogen und das von diesem aus dem Pumpraum verdrängte Gas bebläst sodann den anderen Lichtbogen.

709881/0608

Wei einleitend dargelegt, betrifft somit die Erfindung einen Druckgasschalter der in den genannten CH-PS 186.647 und DT-OS 23 50 832 beschriebenen und vorstehend gewürdigten Art.

Die Erfindung bezweckt bei einem solchen Schalter mit einer einzigen Unterbrechungsstelle auszukommen, was den konstruktiven Aufwand vermindert und zugleich - bei vergleichbaren Aussenmassen - gestattet, die Distanz zwischen den beiden Kontaktstücken in Ausschaltstellung und damit die Länge des Lichtbogens zu vergrössern, ohne dass dadurch eine Mehrbelastung des Schalterantriebes entstünde.

Dies wird bei den vorgeschlagenen Druckgasschalter erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der als Freikolben ausgebildete Pumpkolben auf der dem festen Kontaktstück zugekehrten Seite der von diesem in einem axialen Abstand befindlichen Blasdüse angeordnet ist und in Einschaltstellung gegen ein mit dem beweglichen Kontaktstück mitbeweglichen Anschlag ansteht.

Dabei ist mit Vorteil der Pumpkolben erfindungsgemäss gegen den Anschlag hin durch eine Feder belastet. Zu diesem Zweck kann eine Druckfeder und/oder eine Zugfeder vorgesehen sein. Zweckmässig ist der Pumpkolben erfindungsgemäss längs einem, das feste Kontaktstück umgebenden Scheidenstück, das wenigstens zum Teil aus Isolierstoff, z.B. aus einem bie Einwirkung eines Lichtbogens ein Gas abgebenden Isolierstoff besteht, verschiebbar geführt, wobei das Scheidenstück auf der dem Pumpraum abgekehrten Seite des Pumkolbens Durchlässe aufweisen kann.

709881/0609

- Jr-
*

In Weiterbildung der Erfindung kann dieses Scheidenstück das feste Kontaktstück mit einem radialen Abstand umschliessen.

Der Anschlag, gegen den der Pumpkolben in Einschaltstellung erfindungsgemäss ansteht, kann eine dem festen Kontaktstück zugekehrte Schulter am beweglichen Kontaktstück sein. Andererseits kann der Anschlag auch durch ein mit dem beweglichen Kontaktstück mitbewegliches Eubgestänge gebildet sein, das seinerseits verschiebbar durch den Körper der Blasdüse hindurchgreifen kann.

Weitere Merkmale bevorzugter Ausführungsformen des vorgeschlagenen Druckgasschalters sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele des vorgeschlagenen Druckgasschalters sind nachstehend anhand beiliegender Zeichnung näher erläutert. Es zeigt :

Fig. 1 bis 3 : je einen schematischen Axialschnitt

einer ersten Ausführungsvariante in verschiedenen Stellungen,

Fig. 4 : einen Axialschnitt durch eine zweite

Ausführungsvariante während des Ausschalthubes ,

Fig. 5 : einen Axialschnitt durch eine dritte

Ausführungsvariante, ebenfalls während des Ausschalthubes, die

709881/0609

Fig. 6 bis 8 : je einen schematischen Axialschnitt

durch eine vierte Ausführungsvariante in drei verschiedenen Stellungen, und

Fig. 9 : in vergrössertem Massstab einen Schnitt

durch eine fünfte Ausführungsvariante, links in Einschaltstellung, rechts während der Ausschaltbewegung.

In den Zeichnungen sind funktionell sich entsprechende Bestandteile weitgehend mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet, auch wenn sie nicht exakt dieselbe Formgebung bzw. Ausgestaltung aufweisen sollten.

Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte, gekapselte Druckgasschalter 10 weist ein rohrförmiges Gehäuse 11 aus Metall oder einem Isoliermaterial auf. In diesem ist in einer Trenn- und Haltewand 12 mittels eines zu einem nicht dargestellten Anschlusskontakt führenden Leiterstückes 13 ein festes, tulpenförmiges Kontaktstück 14 gehaltert, an dessen freiem Ende ein satz federnder Kontaktfinger 15 ausgebildet sind. Diesen Kontaktfingern 15 ist ein bewegliches, stiftförmiges Kontaktstück 16 zugeordnet, das koaxial im Gehäuse 11 angeordnet und an einen nicht dargestellten Antrieb gekoppelt ist, mit welchem es in der Achse des Gehäuses 11 von einer Einschaltstellung (Fig. 1) in eine Ausschaltstellung (Fig. 3) und zurück verschiebbar ist. Dieses bewegliche Schaltstück 16 verschliesst in Einschaltstellung und auch während eines erheblichen Teiles des Ausschalthubes die engste Stelle einer Blasdüse 17,

709881/0609

- Jd -

die in axialem Abstand vom festen Kontaktstück 14 zentral in einem im Gehäuse 11 fest eingespannten Düsenkörper 18 aus elektrisch isolierendem Material ausgebildet ist.

Einlasseitig steht die Blasdüse 17 unmittelbar in Verbindung mit einem auf der dem festen Kontaktstück 14 zugekehrten Seite des Düsenkörpers vorhandenen Pumpraum 19, in dem ein als Freikolben ausgebildeter Pumpkolben 29 axial verschiebbar angeordnet ist. Der im wesentlichen ringförmige Pumpkolben 29 liegt dicht, jedoch verschiebbar an der Aussenseite eines zylindrischen, das feste Kontaktstück 14 umgebenden Scheidenstückes 20 an, das einerends an der Trenn- und Haltewand 12 befestigt ist

709881/0609

und andernends einen nach innen ragenden Ringwulst 21 aufweist, der eine Durchlassöffnung 22 (Fig. 2, 3) freilässt, deren Innendurchmesser etwa jenem der engsten Stelle der Blasdüse 17 entspricht und die somit ebenfalls durch das bwegliche Kontaktstück erst im Zuge des Ausschalthubes freigegeben wird. Das mit dem Ringwulst 21 versehene Ende des Scheidenstückes 20 ragt in eine auf der dem Kolben 29 zugekehrten Seite des Düsenkörpers 18 ausgebildete, napfförmige Vertiefung 24, deren peripherer Rand 23 zugleich einen Anschlag bildet, der den Arbeitshub des Pumpkolbens 29 (Fig. 3) begrenzt.

Der vom Scheidenstück 20 umschlossene Raum kann als Lichtbogenraum 25 angesehen werden, in den das feste Kontaktstück 14 hineinragt und über im Scheidenstück 20 in der Nähe dessen Befestigungsstelle an der Trenn- und Haltewand 12 vorhandene Durchlässe 26 mit einem Expansionsraum 27 in Verbindung steht, der die dem Pumpraum 19 abgekehrte Seite des Pumpkolbens 29 beaufschlagt. Im Expansionsraum 27 ist auch eine Druckfeder 28 angeordnet, die an der Trenn- und Haltewand 12 sowie am Pumpkolben 29 abgestützt ist und diesen somit.in Richtung auf den Düsenkörper 18 hin belastet.

Bei der Ausführungsvariante der Fig. 1 bis 3 ist ein Teil des Lichtbogenraumes 25 durch den mantelförmigen Zwischenraum zwischen der Ausscnscite des festen Kontaktstückes 14 und der Innenseite des Scheidenstückes 20 gebildet. Um einen direkteren Zufluss der sich im Inneren des festen Kontaktstückes 14 entwickelnden, hochgespannten Bogengase in den Expansionsraum 27 zu ermöglichen/ sind im festen

709881/0609

- Sr -

Kontaktstück 14 in der Nähe dessen Befestigungsstelle Durchlässe 30 ausgebildet.

Am beweglichen Kontaktstück sind mehrere Ausleger 31 (gezeigt sind deren zwei) befestigt, an deren freien Enden je eine.Schubstange 32 verankert ist, die durch Oeffnungen 33'im Düsenkörper 18, die sie stets verschlossen halten, im Zuge der Einschaltbewegung in den Pumpraum 19 vorschiebbar sind und deren obere Enden 33 Anschläge bilden, die den Pumpkolben 29 bei der Einschaltbewegung gegen die Wirkung der Feder 28 in seine Ausgangsstellung schieben.

Bei dieser Verschiebung des Pumpkolbens 29 in seine Ausgangsstellung vergrössert sich einerseits das Volumen des Pumpraumes und verkleinert sich andererseits jenes des Expansionsraumes und, infolge des Eindringens des Kontaktstückes 16 in den Lichtbogenraum, auch jenes des letzteren. Um dabei eine Füllung des Pumpraumes 19 mit Lös.chgas, z.B. mit SF _fi zu ermöglichen, ist in diesen Körper 18 ein nur schematisch angedeutetes, selbsttätiges Ansaugventil 34 vorhanden, das mit einer schwachen Feder belastet ist, so dass es auch als zum Pumpraum 19 hin öffnendes Rückschlagventil bezeichnet werden kann. Um andererseits beim Einschalthub, d.h. bei der Verschiebung des Pumpkolbens 29 in die Ausgangsstellung, den Expansionsraum 27 sowie auch den Lichtbogenraum 25 zu entlüften, weist das bewegliche Kontaktstück 16 eine Axialbohrung 35 auf, die über radiale Durchlässe 36 stets mit dem auf der dem Pumpraum 19 abgekehrten Seite des Düsenkörpers 18 vorhandenen Aufnahme- oder Vorratsraum 37 in Verbindung steht.

709881/0609

Die Wirkungsweise des anhand der Fig. 1 bis 3 beschriebenen Schalters ist folgende: Ausgangspunkt sei die in Fig. 1 dargestellte Einschaltstellung. Bei der Ausschaltbewegung wird das bewegliche Kontaktstück 16 ausser Eingriff mit dem Kontaktstück 14 gezogen. Sobald das Ende« des Kontaktstückes 16 die Kontaktfinger 15 verlässt, entsteht ein Lichtbogen 37* (Fig. 2), der unmittelbar zu einem erheblichen Ansteigen des Druckes im Lichtbogenraum 25 führt. Dieser erhöhte Druck kann nur zu einem geringen Teil über die axiale Bohrung 35 entweichen, zum überwiegenden Teil wirkt er indessen
auf den Expansionsraum 27 und hier auf den inzwischen durch die Enden 33 der Schubstangen 32 freigegebenen
Pumpkolben 29 und drückt diesen somit mit Unterstützung der Druckfeder 28 nach unten. Dies ergibt eine starke Vorkompression des Löschgases im Pumpraum 19, dessen
Auslass (Blasdüse 17) immer noch durch das bewegliche Kontaktstück 16 verschlossen ist. Wenn einmal das freie Ende des beweglichen Kontaktstückes 16 die engste Stelle der Blasdüse 17 passiert hat, setzt eine kräftige Be- blasung des Lichtbogens 37' durch das im Pumpraum 19
stark vorkomprimierte, frische Löschgas ein, welche Be- blasung beim ersten Nulldurchgang des Stromes zur
sicheren Löschung des Lichtbogens 37' führt. Die Löschwirkung auf den Lichtbogen 37' kann noch dadurch erhöht werden, wenn der Düsenkörper 18 und / oder das Scheidenstück 20 zumindest im Bereich des Ringwulstes 21 aus
einem bei Einwirkung eines Lichtbogens ein Löschgas
abgebenden Isolierstoff {beispielsweise "Teflon" oder "DeIrin") besteht.

Die wesentlichen Unterschiede der Ausführungsvariante der Fig. 4 zu jender der Fig. 1 bis 3, bestehen darin,

709881/0609

■■ ys-

dass das Scheidenstück 20 das feste Kontaktstück 14 praktisch satt umschliesst und dass die axiale Länge des Ringwulstes 21 vergrössert ist, wodurch die freigelassene Oeffnung 22 praktisch die Gestalt eines Zylinders annimmt, dem als Kolben das bwegliche Kontaktstück 16 zugeordnet ist, so lange dieses im Zuge der Ausschaltbewegung in der Oeffnung 22 verweilt. Bei dieser Ausführungsform ist der Ringwulst 21 zugleich als ein in dem übrigen Teil des Scheidenstückes 20 eingesetztes (und mithin auch auswechselbares) Einsatzstück erheblicher Materialstärke ausgebildet, das, wie bereits erwähnt, aus einem unter der Einwirkung des Lichtbogens 37' ein Löschgas abgebenden Material besteht. Das Ansaug- oder Rückschlagventil 34 ist hier gegen die Peripherie der Vertiefung 24 versetzt angeordnet. Dieses Ansaug- oder Rückschlagventil 34 kann auch anderswo angeordnet sein, solange es den Speicherraum 37 mit dem Pumpraum 19 verbindet und bei einem Unterdruck in letzterem öffnet. Bei der Ausführungsvariante der Fig. 4 gelangen die im Lichtbogenraum 25. entstehenden Gase stets direkt über die Durchlässe 30, 26 in den Expansionsraum 27. Es entsteht für die Strömung dieser Gase praktisch kein Nebenschluss, sobald das Ende des Kontaktstückes 16 die Kontaktfinger verlassen, wie dies bei der Ausführungsvariante der Fig. 1 bis 3 durch das Vorhandensein des Zwischenraumes zwischen den Bauteilen 14 und 20 der Fall ist. Im übrigen ist die Wirkungsweise dieser Ausführungsform sinngemäss dieselbe wie jene der Fig. 1 bis 3.

Auch die Ausführungsvariante der Fig. 5 ist sehr ähnlich zur Ausführungsvariante der Fig. 1 bis 3 ausgebildet.

709881/0609

Bei dieser dritten Ausführungsvariante ist der in der Nähe der Befestigungsstelle an der Trenn- und Haltewand 12 gelegene Bereich des Scheidenstückes 20 zu einem hohlen Fuss 38 verbreitert. Die vom Lichtbogenraum 25 zum Expansionsraum 27 führenden Durchlässe 26 im Scheidenstück 20 sind achsparallel zur Schalterachse im Fuss 38 ausgebildet und ausserdem mit einem federbelasteten Schliessteil 39 versehen, das den entsprechenden Durchlass 26 erst bei einem bestimmten üeberdruck im Lichtbogenraum 25 öffnet, jedoch bei einer Druckabnahme in demselben sofort wieder schliesst. Um dennoch eine wirksame Entlüftung des Expansionsraumes 27 im Zuge des Einschalthubes zu ermöglichen, weist der Pumpkolben 29 Durchlässe 40 auf, denen federbelastete, in Richtung auf den Expansionsraum 27 hin öifnende Schliessteile 41 zugeordnet sind. In Fig. 5 ist nicht figürlich, sondern nur mit der strichpunktierten, gekröpften Linie 42 angedeutet, dass die Durchlässe 40 mit den Schubstangen 32 fluchten. Wie in Fig. 5 rechts punktiert dargestellt, greifen somit die Schubstangen 42 im Zuge der Einschaltbewegung zunächst durch die Durchlässe 40, verschieben sodann die Schliessteile zuerst in ihre Offenstellung und schieben erst danach den Pumkolben 29 in Ausgangsstellung. Damit ist beim Einschalthub ein praktisch widerstandsloser Druckausgleich zwischen dem Pumpraum 19 und dem Expansionsraum 27 möglich, zumal das Ansaugventil 34 auch ansprechen kann.

Im übrigen ist die Wirkungsweise der Ausführungsvariante der Fig. 5 im Prinzip dieselbe, wie jene der Fig. 1 bis

709881/0609

4t

271UObI

4, wobei jedoch zu bemerken ist, dass zuerst im Lichtbogenraum 25 ein gewisser Ueberdruck aufbauen muss, bevor dieser an den Expansionsraum 27 weitergegeben wird. In dieser Zeit haben jedoch die Schubstangen 32 die Schliessteile 41 bereits freigegeben, die sofort in ihre Schliesslage zurückgekehrt sind.

Eine konstruktiv besonders einfache Ausführungsform ist schematisch in den Fig. 6 bis 8 dargestellt. Das feste Kontaktstück, von dem der Einfachheit halber nur noch die Kontaktfinger 15 gezeigt sind, ist von einer leitenden, topfförmigen Abbrandelektrode 4 3 mit einer Durchtrittsöffnung 44 für das bewegliche Kontaktstück 16 umgeben. Die Abbrandelektrode ist leitend mit dem festen Kontaktstück 14 verbunden. Beim Ausschalten wird somit der entstehende Lichtbogen 37' auf die Abbrandelektrode 4 3 überspringen, sobald das Ende des beweglichen Kontaktstückes 16 die Oeffnung 44 verlassen hat, wodurch der Abbrand an den Kontaktfingern 15 auf ein Mindestmass reduziert wird.

Der zwischen dem Düsenkörper 18 und dem festen Kontaktstück 14 angeordnete und unter der.Wirkung der Feder stehende Pumpkolben 29, weist eine von einer nabenartigen Verdickung 45 umgebene, zentrale Führungsöffnung 46 auf, durch welche das bewegliche Kontaktstück 16 vorschiebbar ist. Dieses weist eine als Anschlag für den Pumpkolben 29 dienende, dem festen Kontaktstück 14 zugekehrte Schulter 47 auf, gegen die der Pumpkolben 29 im Zuge der Einschaltbewegung und in Einschaltstellung ansteht.

Die Blasdüse 17 weist einen gegenüber den Ausführungs-

709881/0609

-•jar-

formen der Fig. 1 bis 5 in einem sich axial erstreckenden Ringwulst 48 ausgebildeten, verlängerten Diffusorabschnitt auf und ihre engste Stelle hat einen Innendurchmesser, der dem grösseren Aussendurchmesser des beweglichen Kontaktstückes 16 entspricht. Auch bei Fig. 1 bis 5 ist ein solcher verlängerter Diffusorabschnitt möglich.

Der Lichtbogenraum und der Expansionsraum fallen bei dieser Ausführungsvariante zusammen, weshalb der Raum zwischen der Trenn- und Haltewand 12 und dem Pumpkolben 29 mit 25, 27 bezeichnet ist. Der Düsenkörper 18 ist wieder mit dem Ausgangsventil 34 versehen.

Die Arbeitsweise dieser Ausführungsvariante ergibt sich aus den Fig. 6 bis 8. Nach dem Einschalthub ist der Pumpkolben 29 durch die Schulter 47 in seiner oberen Ausgangsstellung gehalten, der Pumpraum 19 hat sein höchstes Volumen erreicht und ist mit frischem, aus dem Raum 37 über das Ansaugventil 34 angesaugtem Löschgas gefüllt (Fig. 6). Beim Ausschalten bewegt sich da,s bewegliche Schaltstück 16 nach unten und ihm folgt der Pumpkolben 29, infolge der Wirkung sowohl der Feder 28 als auch des durch die heissen Bogengase rasch ansteigenden Gasdruckes im Raum 25, 27. Die Bewegung des Pumpkolbens 29 erfolgt jedoch gegen den zunehmenden Widerstand des im noch geschlossenen Purnpraum 19 komprimierten Löschgases. Deshalb verlässt der Pumpkolben 29 die Schulter 47 am beweglichen Kontaktstück 16, doch die Führungsöffnung 46 bleibt zunächst noch durch den Endabschnitt des beweglichen Kontaktstückes verschlossen (Fig. 7). Erst wenn die Blasdüse 17 durch das bewegliche Kontaktstück vollständig freigegeben wurde, erfolgt eine kräftige Beblasung und

709881/0609

Löschung des Lichtbogens 37' durch das dem Pumpraum 19 unter hohem Druck entströmende Löschgas (Fig. 8) . Dass danach aus dem Raum 25, 27 durch die Führungsöffnung stark expandierte (d.h. bereits abgekühlte) Bogengase nachströmen hat sich als nicht nachteilig erwiesen. Diese Gase können nämlich selbst bei freigegebener Führungsöffnung 46 erst dann in den Pumpraum 19 nachströmen, wenn die Blasdüse 17 freigegeben ist, da bis dahin im Pumpraum 19 wegen der Feder 28 eher ein höherer Gasdruck herrscht, als im Raum 25, 27, da der Pumpkolben 29 ja als Freikolben ausgebildet ist.

Anstelle der Schulter 47 könnte bei der Ausführungsform der Fig. 6 bis 8 das bewegliche Kontaktstück 16 über seine gesamte Länge ebenfalls zylindrisch ausgebildet sein, jedoch mit Tragarmen und mit durch den Körper 18 hindurchgreifenden Hubstangen versehen sein, wie dies bei den Ausführungsformen der Fig. 1 bis 5 der Fall ist.

Während bei Ausführungsformen der Fig. 1 bis 5 der Pumpkolben 29 je nach dem für das Gehäuse 11 gewählten Werkstoff aus einem leitenden oder auch aus einem isolierenden Werkstoff sein kann, ist er bei der Ausführungsform der Fig. 6 bis 8 aus einem Isolierstoff. Für den Werkstoff des Düsenkörpers 18 sowie des Pumpkolbens 29 der Fig. bis 8 gilt das bereits Gesagte.

Bei dem in Fig. 9 dargestellten Druckgasschalter 10 erkennt man das Gehäuse 11 (in diesem Falle aus Isolierstoff) , in dessen oberer Stirnwand 12 das Anschluss-Leiterstück 13 eingegossen ist, an dessen innerem Ende

709881/0609

mittels eines Bolzens 49 das feste Kontaktstück 14 festgeschraubt ist. Dieses weist den Kranz von federnden Kontaktfingern 15 auf, die, umgeben von der mit der Durchtrittsöffnung 44 versehenen, haubenförmigen Abbrandelektrode 43, mittels Bolzen 50 am Umfang eines durch den Bolzen 49 am Leiterstück 13 gestcreschraubten An-Schlussstückes 51 befestigt sind. Mit den Kontaktfingern 15 ist das stiftförmige, bewegliche Kontaktstück 16 in Eingriff bringbar, das mit der Axialbohrung 35 versehen ist, deren unteres Ende über den Durchlass 36 (nur angedeutet) mit dem Aufnahme- und Speicherraum 37 für das Löschgas, beispielsweise SFg, kommuniziert. Das bewegliche Kontaktstück 16 ist über eine Gelenkkoppel 52 mit einem nicht dargestellten Antrieb verbunden und steht über einen Satz federnder Kontaktfinger 65, die ebenfalls durch eine Abbrandelektrode 66 umgeben sind, in Verbindung mit einem nicht dargestellten, weiteren Anschluss-Leiter stück.

In einem axialen Abstand ist dem festen Kontaktstück 14 die Blasdüse 17 vorgelagert, deren Düsenkörper 18 mit seinem Aussenumfang durch nicht näher dargestellte Mittel an der Innenseite des Gehäuses 11 befestigt ist. Auf der dem festen Kontaktstück 14 zugekehrten Seite des Düsenkörpers 18 ist der mantelförmige Pumpraum 19 angeordnet, der nach aussen durch die Innenseite des Gehäuses 11 und nach innen durch die äussere Mantelfläche eines im wesentlichen fächerförmigen und einstückig mit dem Düsenkörper 18 ausgebildeten Aufsatzstückes 53 begrenzt ist. Im Pumpraum 19 ist der ringförmig ausgebildete Pumpkolben 29 axial verschiebbar gelagert. Das Aufsatzstück 53 ist

709881/0609

2710061

am Düsenkörper 18 über Stege 54 angeformt, zwischen denen Durchlassöffnungen 55 ausgespart sind, die einen freien Zustrom vom Pumpraum zum Einlass der Blasdüse 17 gestatten. Im Boden des Aufsatzstückes 53 ist selbstverständlich für den Durchtritt des beweglichen Kontaktstückes 16 eine zentrale Durchlassöffnung 56 vorhanden, die praktisch denselben Innendurchmesser aufweist, wie die Blasdüse 17 an ihrer engsten Stelle. Der Raum zwischen der Innenseite des Aufsatzstückes 53 und der Abbrandelektrode 43 ist der Lichtbogenraum 25, der übrigens über die im Mantel der Abbrandelektrode 43 ausgebildeten Durchlässe 30 ebenfalls mit dem von dieser umschlossenen Raum kommuniziert.

An den freien Enden der vom beweglichen Kontaktstück 16 radial abstehenden Auslegern 31 (in der rechten Hälfte der Zeichnung ist schematisch nur ein solcher angedeutet) ist je eine der achsparallel zum Schaltergehäuse 11 verlaufenden Schubstangen 32 befestigt, die sich verschiebbar durch Führungsbohrungen 33' im Düsenkörper 18 erstrecken, und deren oberes Ende 33 im Zuge der Einschaltbewegung als Anschlag auf die dem Pumpraum 19 zugekehrte Seite des Pumpkolbens 29 aufzuliegen kommt und diesen in seinen oberen Totpunkt verschiebt. Andererseits sind am Pumpkolben 29 mehrere Zugstangen 57 verankert (in der linken Hälfte der Zeichnung ist nur eine solche dargestellt) , die sich durch den Pumpraum 19 und durch Führungsbohrungen 58 im Düsenkörper 18 erstrecken und an deren unterem, freien Ende 59 das eine Ende einer Zugfeder 60 eingehängt ist. Das andere Ende dieser Zugfeder 60 ist an dem oberen Ende einer von einem seitlich vom

709881/0609

beweglichen Kontaktstück 16 abstehenden Arm 61 ausgehenden Ankerstange 62 eingehängt.

Damit ist der Pumpkolben, der während der Ausschaltbewegung nach wie vor als Freikolben wirkt, mit einer elastischen Verbindung an das bewegliche Kontaktstück gekoppelt, wobei diese elastische Verbindung eine umso grossere, im Sinne des Pumphubes wirkende, zusätzliche Kraft auf den Pumpkolben 29 ausübt, je grosser der relative axiale Abstand zwischen dem beweglichen Kontaktstück 16 bzw. der Arme 61 und dem Pumpkolben 29 selbst wird.

Der Hub des Pumpkolbens 29 ist einerseits durch eine an der Innenseite des Gehäuses 11 ausgebildete Schulter 63, andererseits durch den umfangsseitig am Düsenkörper 18 vorhandenen Rand 23 begrenzt.

Wie mit gestrichelten Linien angegeben ist, kann auch bei dieser Ausführungsform als ergänzende oder flankierende Massnahme die Druckfeder 28 vorgesehen sein. Damit ist schon am Anfang der Ausschaltbewegung - wenn die Zugfeder 60 noch entspannt ist - eine auf den Pumpkolben 29 wirkende Zusatzkraft vorhanden, die dessen Bewegung beim Pumphub unterstützt.

Durch geeignete Wahl der Charakteristiken sowohl der Druckais auch der Zugfeder kann dadurch eine geradezu ideale Kraft- Weg- Charakteristik (bezogen auf die momentane, während der Ausschaltbewegung vorhandene Relativlage zwischen beweglichem Kontaktstück und Pumpkolben) erreicht werden.

709881/0609

ITL

Es versteht sich, dass die anhand des in Fig. 9 dargestellten Beispieles beschriebene Bauweise mit Zugfeder auch auf sämtliche anhand der Fig. 1 bis 8 beschriebenen Ausführungsformen anwendbar ist.

Die Arbeitsweise des Druckgasschalters der Fig. 9 ent-

spricht weitgehend jener der Ausführungsformen der Fig. 1 bis 8, mit dem zusätzlichen Vorteil, dass hier die Veränderung der auf den Pumpkolben wirkenden, zusätzlichen Federkraft gleichsinnig wie der (je nach Momentanlage) ebenfalls sich verändernde Bedarf an einer solchen zusätzlichen Kraft ist. Dieser Vorteil ist insbesondere bei der Ausschaltung vergleichsweise geringer Ströme von Bedeutung, da in diesem Fall der ebenfalls geringere, anfängliche Druckstoss des Lichtbogens dem Pumpkolben keine ausreichende Beschleunigung und mithin kinetische Energie zu erteilen vermag, dass bei der Freigabe der Blasdüse die Massenträgheit des Pumpkolbens ausreichen würde, um den auf den Pumpraum zurückwirkenden Druck zu überwinden.

Alle beschriebenen Druckgasschalter besitzen, gegenüber den bekannten, vergleichbaren Druckgasschaltern, namentlich jenem der eingangs erwähnten DT-PS 732.879 auch bei kleineren Ausschaltströmen ausgeprägt bessere Löscheigenschaften.

709881/0609

Claims (1)

1. - vr-

   P A T E N T A N S P R U E C H E : A / I U U O I

   Druckgasschalter mit einem festen und einem beweglichen Kontaktstück, die in und ausser Eingriff miteinander bringbar sind, mit einer durch das bewegliche Kontaktstück im Zuge der Ausschaltbewegung freigebbaren Blasdüse, die einlasseitig mit einem einen Pumpkolben aufweisenden Pumpraum in Verbindung steht, sowie mit einem Lichtbogenraum, der mit der dem Pumpraum abgekehrten Seite des Pumpkolbens in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der als Freikolben ausgebildete Pumpkolben (29) auf der dem festen Kontaktstück (14) zugekehrten Seite der von diesem in einem axialen Abstand befindlichen Blasdüse (17) angeordnet ist und in Einschaltstellung gegen ein mit dem beweglichen Kontaktstück (16) mitbeweglichen Anschlag (33, 47) ansteht.

   Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpkolben (29) gegen den Anschlag (33, 47) hin durch eine Feder (28, 60) belastet ist.

   3. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpkolben (29) längs einem, das feste Kontaktstück (14) umgebenden Scheidenstück (20) verschiebbar geführt ist, wobei das Scheidenstück (20) auf der dem Pumpraum (19) abgekehrten Seite des Pumpkolbens (29) Durchlässe (26) aufweist.

   709881/0609

   ORIGINAL INSPECTED

   4. Druckgasschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Scheidenstück wenigstens zum Teil aus einem Isolierstoff, z.B. aus einem bei Einwirkung eines Lichtbogens ein Gas abgebenden Isolierstoff besteht.

   5. Druckgasschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Scheidenstück (20) das feste Kontaktstück (14) mit einem radialen Abstand umschliesst (Fig. 1 bis 3, 5) .

   6. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag eine dem festen Kontaktstück (14) zugekehrte Schulter (47) am beweglichen Kontaktstück (16) ist (Fig. 6 bis 8).

   7. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag an einem mit dem beweglichen Kontaktstück (16) mitbeweglichen Hubgestänge (32) ausgebildet ist (Fig. 1 bis 5).

   8. Druckgasschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Hubgestänge (32) verschiebbar durch den Körper (18) der Blasdüse (17) hindurch greift.

   9. Druckgasschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlässe (26) im Scheidenstück (20) durch Ueberdruckventile (39) gesteuert sind, die bei einem Ueberdruck im Scheidenstück (20) offenen und bei einem Unterdruck in demselben schliessen (Fig. 5).

   709881/0609

   10. Druckgasschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpkolben (29) mit von dessen einer auf dessen andere Seite führenden Durchlässen (40) versehen ist, welche durch normalerweise geschlossene Ventile (41) gesteuert sind, die ihrerseits durch das Hubgestänge (32) im Zuge der Einschaltbewegung in Offenstellung bringbar sind
   (Fig. 5).

   11. Druckgasschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpkolben (29) eine den
   zylindrischen Abschnitt zwischen Schulter (47) und freiem Ende des beweglichen Kontaktstückes (16)
   dicht umschliessende Durchführungsöffnung (46) aufweist, die von ersterem erst im Bereich der Mitte des Ausgangshubes freigegeben wird (Fig. 6 bis 8, insbesondere 7).

   12. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Pumpraum (19) und einem Speicherraum (37) wenigstens ein bei einem Unterdruck im Pumpraum (19) öffnendes Ansaugventil (34) vorgesehen ist.

   13. Druckgasschalter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansaugventil (34) in dem die
   Blasdüse (17) aufweisenden Körper (18) angeordnet ist.

   709881/0609

   14. Druckgasschalter nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpkolben (29) mittels einer Zugfeder (60) an das bewegliche Kontaktstück gekoppelt ist (Fig. 9).

   15. Druckgasschalter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugfeder (60) einerends an einem seitlich vom beweglichen Kontaktstück abstehenden Arm (61) und andernends an einer am Pumpkolben (29) verankerten und durch den Körper der Blasdüse hindurch sich erstreckenden Zugstange (57) eingehängt ist.

   16. Druckgasschalter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugfeder (60) in Einschaltstellung wenigstens näherungsweise entspannt ist.

   17. Druckgasschalter nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gkennzeichnet, dass der Pumpkolben (29) mittels einer auf der dem Pumpraum (19) abgekehrten Seite abgestützten Druckfeder (28) gegen den Anschlag (33) hin belastet ist.

   709881/0600