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Leistungsschalter mit einer mit Flüssigkeit oder mit Luft gefüllten,
während des Ausschaltens sich erweiternden Expansionskammer Die Erfindung betrifft
einen Leistungsschalter mit einer mit Flüssigkeit oder mit Luft gefüllten, während
des Ausschaltens sich erweiternden Expansionskammer, deren Gasauslaßöffnung durch
einen Kolben in Abhängigkeit von der Stellung der Kontaktspindel erst nach Entstehen
des Lichtbogens geöffnet wird. Erfolgt die Freigabe des Gasauslaßquerschnitts gegenüber
der Kontaktbewegung verzögert, so bildet sich infolge der Kammererweiterung, wenigstens
bis zu dem Augenblick der Kontakttrennung, in der Löschkammer ein Unterdruck, .der
befürchten läßt, daß bis zum Zeitpunkt der Freigabe des Gasauslaßquerschnitts der
Löschkammer die gewünschte Druckpressung in der Kammer nicht erreicht und die Lösch-,virkung
der Expansionskammer herabgesetzt wird.
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Es wurde bereits vorgeschlagen, die Kontakttrennung pneumatisch durchzuführen,
indem mit Hilfe eines Kolbens der Luftinhalt der Lichtbogenkammer verdichtet und
der mit dem beweglichen Kontakt in fester Verbindung stehende Kolben verdrängt wurde.
Hierbei konnte sich naturgemäß kein Unterdruck in der Lichtbogenkammer einstellen.
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Durch die Erfindung wird der Übelstand auch für den Fall vermieden,
wo der bewegliche Pol und der mit ihm in fester Verbindung stehende Steuerkolben
mechanisch angetrieben werden. Der Erfolg wird bei einem derartigen Schalter durch
eine besondere Formgebung für den Kolben und für die Kammer in Verbindung mit einem
die Expansionskammer begrenzenden Einspritzkörper erzielt. Es ist gemäß der Erfindung
das als Topfkolben ausgebildete Steuerglied für den Gasauslaß der Expansionskammer
mit seinem die Löschkammer begrenzenden Boden auf dem beweglichen Kontaktstift befestigt
und gleitet auf der offenen Seite mit seinem die Schaltkontakte umgreifenden Zylindermantel
auf einem deckelartig in den Topfkolben eingreifenden Einspritzdüsenkörper. Der
vom Topfkolben zu steuernde Gasauslaß der Expansionskammer befindet sich hierbei
zwischen der Kontakttrennstelle und dem Einspritzkörper. Durch diesen Aufbau der
Expansionskammer wird es ermöglicht, den Rauminhalt der Kammer im eingeschalteten
Zustand des Schalters klein zu halten und den für den Expansionsvorgang notwendigen
Druckspeicherraum oberhalb der Trennstelle erst durch die Ausschaltbewegung zu schaffen,
ohne daß hierbei während der Zeitdauer des Gleitens der Kontakte aufeinander ein
Unterdruck in der Kammer auftritt.
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Werden die Kontakte getrennt, so erweitert
sich infolge
der gleichzeitigen Bewegung des Topfkolbens der Löschkammerraum oberhalb der Trennstelle,.
und @es, wird infolge der entstehenden Drucksenkung in der Kammer Luft oder Flüssigkeit
durch die im unteren Hoh` zylinder angeordnete Einspritzvorrichtun eingesaugt. Die
Kontakte bleiben daher bis' zur wirklichen Lichtbogenbildung stets vom frischen
Löschmittel mit dem vollen Druck der Außenluft umgeben. Wird der Gasauslaß freigegeben,
so erfolgt die Löschmittelströmung von dem oberen Raum in der Löschkammer aus über
die Kontakttrennstelle hinweg zum Gasauslaß hin.
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Der Schalter arbeitet mit den gleichen Vorteilen auch ohne Flüssigkeitsfüllung
als reiner Druckluftschalter. Durch das Einsaugen von Luft .durch den Einspritzkörper
wird auch hierbei der auf dem ersten Teil des Ausschaltweges sich einstellende Unterdruck
in der Löschkammer beseitigt. Im Augenblick der Lichtbogenbildung sind die Kontakte
mit frischer Luft von voller Atmosphärenpressung umgeben.
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Es ist vorteilhaft, im Innern der Einspritzeinrichtung einen federbelasteten
Kolben oder ein Rückschlagventil vorzusehen, das das Einsaugen von Flüssigkeit oder
Luft in die Löschkammer gestattet, hingegen den Flüssigkeits- oder Gasübertritt
nach dem Raum außerhalb der Löschkammer verhindert.
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In den Abbildungen ist ein Ausführungsbeispiel für einen derartigen
Schalter dargestellt. Abb. i zeigt einen Längsschnitt und Abb. 2-' einen Querschnitt
in: Richtung I-II durch den Schalter. In einem aus Isoliermaterial bestehenden Schaltergehäuse
a ist ein Hohlschieber b untergebracht; der in einem Führungszylinder c gleitet,
welcher mit dem Schaltergehäuse aus einem Stück bestehen kann. Der Hohlschieber
ist oben geschlossen, und es ist dieser Verschlußboden mit der Schaltspindel d für
den beweglichen Kontakt e fest verbunden. Nach unten ist der Hohlschieber b offen
und umgreift die festen Polkontakte f, die Löschkammer und die Barunterliegende
Einspritzvorrichtungg, auf welcher der Schieberkolben mit seinem inneren Umfang
abdichtend gleitet. Die festen Kontakte f sowie die Einspritzvorrichtung g werden
von dem metallischen Verschlußdeckel h des Schaltergehäuses a getragen und stehen
mit ihm in stromleitender Verbindung. Die Einspritzvorrichtung g ist ein Hohlkörper,
der mit dem Kontaktraum durch eine ständig offene Bohrung in Verbindung steht und
der nach dem Raum außerhalb des Hohlschiebers durch einen federbelasteten Kolben
i oder durch eine Rückschlagklappe abgeschlossen ist.- Die Einspritzvorrichtung
g. enthält entweder nur Luft von Atmosphärenspannung öder aber auch, wie in der
Abbildung dargestellt, eine Flüssigkeit, die auch den unteren Teil des Schaltergehäuses
a ausfüllt. In der ZV.andung der Löschkammer sind Öffnungen k
| #t3racht, die im eingeschalteten Zustand der |
| Achtung durch den Hohlschieber ver- |
| >@el@Asen sind. Oberhalb des Hohlschiebers b |
ist eine Bohrung n vorgesehen, die einen Druckausgleich nach der Atmosphäre ermöglicht.
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Wird der Abschaltvorgang eingeleitet, bewegt sich also der Kontaktstifte
mit dem Hohlkolben b nach oben, so wird zunächst infolge .der Raumvergrößerung im
Hohlschieber Löschmittel aus der Einspritzeinrichtung g angesaugt. Durch den entstehenden
Unterdruck im Einspritzapparat wird der Kolben i oder eine hierfür eingebaute Rückschlagklappe
angehoben, und es kann Löschmittel aus dem den Hohlschieber umgebenden Raum unter
dem Druck der Atmosphärenspannung nachströmen. Man hat hierbei die Gewißheit, däß
dieKontakte trotz derRaumvergrößerung innerhalb der Expansionskammer mit Löschmittel
unter Atmosphärenspannung umhüllt bleiben, bis die Kontakte genügend weit voneinander
entfernt sind und sich ein Lichtbogen gebildet hat. Durch die Lichtbogenwärme entsteht
alsdann ein Druckanstieg, der sich so lange fortsetzt; bis der Hohlschieber die
Höhenlage der Schließöffnungen k erreicht hat und diese freilegt. In diesem Augenblick
erfolgt.die Expansion des Löschkammerinhalts und, da aus dem Raum oberhalb der festen
Kontakte f sich eine Strömung durch diese Kontakte hindurch nach den Ausströmöffungen
k hin einstellt, so werden beim Stromnulldurchgang durch die Strömung alle Ladungsträger
aus der Lichtbogenstrecke fortgespült und ein Rückzünden des Lichtbogens verhindert.
Der Ausströmvorgäng erfolgt nur durch die Öffnungen k, da der Weg durch die Einspritzvorrichtung
durch die Rückschlag" klappe oder durch den Kolben i gesperrt ist. Die Druckgase
entspannen sich nach Verlassen der Ausströmschlitze la in dem großen Raum l und
verlassen den Schalter durch die schalldämpfenden Einbauten m hindurch, die bei
Verwendung einer Flüssigkeit im Schalter gleichzeitig als Flüssigkeitsabscheider
dienen.