-
Löschkammerschalter mit einer Differentialpumpeinrichtung Es ist ein
Löschkammerschalter mit einer Differentialpumpeinrichtung # zur Erzeugung einer
über den Lichtbogen verlaufenden Löschmittelströmung, die vom Pumpraum abnehmenden
Volumens durch den Kolben zum Pumpenraum zunehmenden Volumens oder gar zum Raum
außerhalb der Löschkammer führt, bekannt, bei dem der Kontaktstift eine Anschlagfläche
besitzt, die den Kolben in Ausschaltrichtung mitnimmt. Bei diesem Schalter bleibt
aber der Überströmquerschnitt für das Löschmittel üngesteuert.
-
Ein Schalter dieser Gattung soll durch die Erfindung vervollkommnet
werden. Zu diesem Zweck sind der Kolben und der Kontaktstift derart gestaltet, daß
die Anschlagfläche des im Differentialkolben oder in Ansätzen des Differentialkolbens
gleitenden Kontaktstiftes in der Ausschaltrichtung des Kolbens erst dann zur Anlage
kommt, wenn der Kontaktstift den zu steuernden Strömungsquerschnitt des Überströmkanals
für das Löschmittel vollständig freigelegt hat.
-
Durch diese Einrichtung wird erreicht, daß die Schaltgeschwindigkeit
des Kontaktstiftes während des Löschvorganges von den auf den Differentialkolben
einwirkenden Kräften der frei werdenden Lichtbog@enenergie unbeeinflußt bleibt,
ohne daß auf einen Antrieb des Kolbens durch den Kontaktstift verzichtet werden
muß. Der Antrieb durch den Kontaktstift ist wertvoll, sobald die abzuschaltende
Stromstärke sehr klein ist und damit die frei werdende Lichtbogenenergie nicht ausreicht,
einen genügend hohen Antriebsdruck für den Kolben zu erzeugen. In diesem letzteren
Falle hat während des Abschaltens der Kontaktstift den Überströmkanal im Kolben
für die auf den Lichtbogen gerichtete Löschmittelströmung vollständig freigelegt
und bewegt
den Kolben finit der Schaltgeschwindigkeit vorwärts.
Aus dein sich verengenden Pumpraum wird Druckflüssigkeit über den Lichtbogen hinweggetrieben,
so daß zwangsweise ein sofortiges Erlöschen des schwachen Licht-. bogens eintritt.
Ist die Uschaltstromstärke groß, so wird der Kolben durch den Druckanstieg im Lichtbogenraum
angetrieben, wobei er sich ungefähr mit der Kontaktgeschwindigkeit bewegt, ohne
daß vom Kontaktstift eine Pumpl:raft auf den Kolben oder umgekehrt vom Kolben eine
Kraft auf den Kontaktstift übertragen wird. Selbst bei einem sehr hohen Kurzschlußstrom
ist dies der Fall. Ist also der Druckanstieg im Lichtbogenraum stoßartig sehr hoch,
so hebt sich der Differentialkolben von dem Anschlag des Kontaktstiftes ab, die
Stiftkuppe drosselt den Überströmquerschnitt für das Löschmittel, wodurch die Kolbengeschwindigkeit
abgebremst wird. Der ruckartige Stob auf den Kolben wird somit von der Löschkammerwandung
in dem sich verengenden Pumpraum abgefangen, der Kontaktstift aber bleibt von dem
Stoß unbeeinflußt.
-
Es gehört auch zu den Erfindungsmerkmalen dieser Schaltereinrichtung,
daß die Kontaktspindel außer dem Anschlag, der in Ausschaltrichtung an den Kolben
zur Anlage kommt, auch noch einen -zweiten Anschlag besitzt, der sich in Schließrichtung
des Schalters erst dann gegen eine Kolbenfläche anlehnt, nachdem die im Durchmesser
vorspringende Kontaktstiftspitze sich außerhalb des Kolbens befindet. Die Kontaktstiftspitze
legt in diesem Falle auch beim Einschalten den Überströmquerschnitt für die Pumpflüssigkeit
frei, so daß bei der Rückbewegung des Kolbens in seine Anfangslage ein freier Flüssigkeitsübertritt
zu dein Pumpraum des Schalters erfolgen kann. Auch ist es von Wichtigkeit, die als
Abdichtungsflächen dienenden Gleitflächen des Kolbens in dem Pumpraum abnehmenden
Volumens nur so lang zu bemessen, daß sie nach Beendigung des Löschvorganges einige
die Gleitfläche umgehende Kanäle freilegen, die einen ungehinderten Übertritt von
Flüssigkeit für den weiteren Schaltweg gestatten.
-
In dem Ausführungsbeispiel der Zeichnung befindet sich in bekannter
Weise in einem Schaltergehäuse i eine Löschkammer z, in der ein Differentialpumpkolben
3 eingebaut ist. Dieser unterteilt die Löschkammer in einen Raum zunehmenden Volumens
4 und in einen Raum abnehmenden Volumens 5. Beide Räume stehen durch einen Verbindungskanal
6 miteinander in Verbindung. In dem Pumpenraum q. ist der ruhende Kontakt 7 befestigt,
mit dein der in dem Differentialkolben gleitende Kontaktstift 8 den Stroinschluß
herstellt. Der Kontaktstift besitzt zwei Anschlagschultern 9, io, von denen die
eine 9 den Kolben während des Ausschaltens und die andere io während des Einschaltens
mitnimmt. In dem Puinpraum 5 abnehmenden Volumens sind die Kolbengleitflächen 11,
12 sowie die in dem Löschkammerzylinder, die zugleich als Abdichtungsflächen dienen,
so lang vorgesehen, daß die Abdichtung an diesen Stellen unterbrochen wird, sobald
der Löschvorgang beendet ist. Nach dem Löschvorgang kann der Kolben ohne größeren
Kraftaufwand durch den Kontaktstift fortbewegt werden, da der Pumpraum 5 auch an
diesen Stellen eine freie Umgehungsverbindung nach dem Raum .4 sowie auch nach dem
Schalterraum 13 hin besitzt.
-
Der Schaltvorgang spielt sich wie folgt ab: Der Kontaktstift 8 wird
nach oben bewegt. Hierbei gleitet er zunächst in dem Kolben, ohne denselben mitzunehmen,
bis der Stiftanschlag 9 gegen den Kolben trifft. Auf diesem Wege brennt bereits
zwischen den Kontakten 7, 8 ein Lichtbogen, der einen Teil des Flüssigkeitsinhalts
des Pumpenraumes 4 verdampft. Der durch die Verdampfung entstehende Druckanstieg
treibt den Differentialkolben 3 nach oben, und es entsteht eine Löschmittelströmung
aus dein Raum 5, durch den Kanal 6 und über den Lichtbogen hinweg zum Raum 4. Ist
die Verdampfung im Raum 4 sehr stark, so hebt sich der Kolben 3 von dem Anschlag
9 des Kontaktstiftes ab. Die Stiftkuppe kommt hierbei im Kolben tiefer zu liegen
und verschließt hierbei einen Teil des Auslaßquerschnittes des Kanals 6. Die hierdurch
entstehende Drosselung erhöht den Pumpwiderstand des Differentialkolbens und bremst
ihn in seiner Bewegung ab. Diese selbsttätige Steuerung, des Überströmquerschnittes
wirkt sich derart aus, daß der Pumpkolben 3 praktisch sich mit der gleichen Geschwindigkeit
wie der Stift 8 fortbewegt, ohne hierbei eine Beschleunigung der Stiftgeschwindigkeit
hervorrufen zu können. Ist die Löschung des Lichtbogens erfolgt, was erfahrungsgemäß
nach einem bestimmten Ausschaltweg der Fall ist, so haben die Gleitflächen i 1,
12 des Kolbens die volle Gleitbahn' verlassen und Überströmkanäle in der Zylinder-
oder in der Kolbenwandung freigelegt, die einen ungehinderten Flüssigkeitsübertritt
und damit auch eine vollständige Entgasung der Pumpenräume um den Kolben herum gestatten.
Es kann daher auch auf diesem restlichen Ausschaltweg der Kolben von dem Kontaktstift
ohne nennenswerte Kraftsteigerung mitgenommen werden.
-
Beim Einschalten legt sich die Schulter io des Kontaktstiftes gegen
den Kolben 3 und bewegt ihn nach unten. Diese Bewegung geschieht
ebenfalls
ohne Überwindung eines größeren Widerstandes, da zunächst ein Flüssigkeitsausgleich
um den Kolben herum frei möglich ist. Treffen die Gleitflächen ii, 12 auf die volle
Gleitbahn im Löschkammerzylinder, so ist die Umspülung des Kolbens verhindert. Da
sich die Anschlagschulter 9 des Kontaktstiftes unterhalb der Kolbenwand befindet,
so erfolgt auf diesem restlichen Einschaltweg die Auffüllung des Pumpraumes 5 durch
den Kanal 6 von dem Pumpenraum 4 aus. Ein etwaiger Flüssigkeitsüberschuß aus der
Kammer 4 entweicht durch die Sicherheitsauslaßventile 14 zum Schalterraum 13.
-
In dem dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel wird ein
Pumpkolben in einem Zylinder bewegt. Es wird an der Erfindung -nichts geändert,
wenn der Schalteraufbau so gewählt ist, daß über einen feststehenden Kolben ein
Zylinder gleitet, der mit Differentialflächen versehen ist und durch die Drucksteigerung
in der Umgebung des Lichtbogens angetrieben wird.