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Elektrischer Stromunterbrecher Es sind Schalter und Sicherungen bekannt,
bei denen der Lichtbogen meiner Schaltröhre gezogen wird, deren Wandungen aus einem
Stoff bestehen, der unter dem Einfluß der Lichtbogenwärme Gase bzw. Dämpfe abgibt,
welche den Lichtbogen löschen sol:en. An diesen Stoff werden sowohl mechanisch als
auch thermisch und ,chemisch vielseitige Anforderungen gestellt. Der Stoff soll
einerseits selbst bei Erwärmung hohe Festigkeit besitzen, .andererseits in der Lichtbogenwärme
Gase bzw. Dämpfe. abgeben, ohne daß sich seine Oberfläche dauernd in ihrer Beschaffenheit
.ändern darf. Zur Aufnahme der insbesondere b-ei löschkammerartiger Anordnung auftretenden
.erheblichen Drücke ist nämlich eine mechanisch widerstandsfähige Konstruktion erforderlich.
Nun sind die gasabgebenden Stoffe in der Regel mechanisch minderwertig, so daß beim
Aufbau ider Schaltkammer aus derartigen Stoffen dieselbe schon nach wenigen Abschaltungen
ihre Form verliert oder gar zerstört wird und .daher die Löschfähigkeit der 'Einrichtung
wesentlich verringert bzw. überhaupt in Frage gestellt ist.
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Die Erfindung vermeidet diese Nachteile dadurch, daß,die dem Lichtbogen
ausgesetztem; Schaltkammerwandungsteile aus mindestens zwei Stoffen bestehen, wobei
als Träger für den durch die Einwirkung ödes Lichtbogens gaserzeugenden Stoff ein-
-mechanisch - genügend widerstandsfähiger Stoff verwendet wird, der durch die Einwirkung
des Lichtbogens unter Gasabgabe allmählichverbraucht wird, ohne daß .die Oberfläche
leitend wird. Der zur Gaserzeugung und Lichtbogenlöschung dienende Zusatzstoff braucht
infolgedessen mechanische Beanspruchungen nicht aufzunehmen und kann daher beliebig
gewählt w=erden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung, der sich nebenbei ergibt, besteht
in der Möglichl@eit, durch geeignete -Abstimmung der Stoffe in chemischer Beziehung
besonders günstige Gasmischungen mit hervorragenden Löscheigenschaften zu erhalten.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt die Abbildung eine Schaltröhre im Querschnitt, bei der der Grundstoff
z Aussparungen, insbesondere Rillen, enthält, die im wesentlichen in Richturig der
Schaltbewegung verlaufen. Diese Rillen werden mit dem Zusatzstoff z gefüllt, wobei
als: Zusatzstoff gleichzeitig auch mehrere Zusatzstoffe nebeneinander verwendet
werden können. Diese Zusatzstoffe lz:#önnen in die Rillen eingeschmiert; eingepreßt,eingegossen
oder in sonst geeigneter Weise eingebracht und dann darin zur Erhärtung gebracht
oder aber ,auch als Farmstücke eingesetzt sein. Die Rillen können keil--f#5rmig
,ausgebildet sein, wodurch eine leichte Ausw e-chselbarkeit der Keile :aus Zusatzstoffen
erreicht
wird. Vorzugsweise werden die Keile derart angeordnet, daß nach der Austritts. öffnung
des Schaltstückes zu die Gasabgabe sich vergrößert. Dadurch wird erreicht, dar bei
kleineren Strömen, bei denen die Lichtbogenlöschung länger als bei großen Strömen
dauert, verhä:trismäEig stärkere Gasentwicklung stattfindet. Die Rillen können auch
schwalbenschwanzförmig oder T-fö:mig ausgebildet sein, um ein besseres Festhalten
zu sichern.
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Es ist auch möglich, die Zusatzstoffe in Zellen oder wabenartigen
Aussparungen des Grundstoffes anzuordnen. Für die Zummmenarbeit ist es gü.istig,
wenn der Abbrand der verschiedenen Stoffe angenähert gleich stark ist. Durch die
Freiheit in der Einteilung der Oberfläche unter den verschiedenen Stoffen ist es
möglich, die Zusammensetzung des Gases sowie dessen Menge in weiten Grenzen zu beeinflussen.
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Der oder die Zusatzstoffe können auch in Körner- oder Pulverform fein
verteilt in den-Grundstoff eingelagert werden. Dies kann durch Pressen, Sintern,
Kleben o. dgl. erfolgen. Die verschiedenen Stoffe bilden dann konstruktiv einen
zusammenhängenden Körper, wobei diese Stoffe dabei gleichartig nebeneinander angeordnet
sind oder der Grundstoff die Zuzatzstoffe, die in Körnerform o. dgl. vorliegen,
umhüllt und dadurch zusammenhält.
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Die Verwendung zweier oder mehrerer Stoffe zum Aufbau der S chaltraumwandungen
bietet außer der beschriebenen Arbeitsteilung der verschiedenen Stoffe und der Dosierung
der Gasmengen erfindungsgemäß weitere Vorteile, wenn die Vergasungs- bzw. Verdampfungsprodukte
der Ausgangsstoffe miteinander oder evtl. mit den Ausgangsstoffen selbst in chemische
Reaktion bzw. chemische Beeinflussung treten.
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Wenn organische Stoffe, z. B. Hartgummi, Fiber u. dgl., zum Aufbau
der Schalträume verwendet werden, so entstehen bei Berührung mit dem Lichtbogen
brennbare, kohlenstoffhaltige Gase. Durch unvoakommene Verbrennung dieser Gase mit
der in der Röhre vorhandenen Luft wird Kohlenstoff frei und schlägt sich als Ruß
an den Wandungen des Schaltraumes nieder. Um diesen unerwünschten Niederschlag zu
vermeiden, ist es vorteilhaft, gleichzeitig mit oder besser vor der Vergasung des
organischen Stoffes die Verbrennung nicht unterhaltende Gase, z. B. Kohlenoxyd,
Stickstoff, Wasserstoff, entstehen zu lassen"etiva durch Vergasung von Ammoniumcarbonat
o. dgl. Die entsteaenden Gase vertreiben bmv. verdünnen die in der Röhre vorhandene
Luft so stark, daß überhaupt keine Verbrennung stattfindet und,die kohlen.-stoffhaltigen
Gase unzersetzt die Schaltröhre verlassen. Ein anderes Mittel zur Verhütung von
Rußbeschlag besteht in der Verwendung von Stoffen, die Sauerstoff in ausreichender
Menge abgeben, um den Kohlenstollf restlos zu verbrennen. Der Kohlen-toff verbrennt
dabei zu Kohlenoxyd, welches eine höhere Löschfähigkeit als Sauerstoff besitzt.
Bei Verwendung von Sauerstoff abgebenden Stoffen, z. B. Ammoniumnitrat, muß dafür
gesorgt werden, daß dieser Stoff nur in d er erforderlichen Menge vergast wird und
sich nicht selbsttätig zersetzt. Werden Stoffe verwendet, die zum selbsttätigen
Zerfall neigen, so können diese Stoffe als Körner vom Grundstoff umhüllt und zusammengehalten
werden. -Bei Verwendung zweier oder mehrerer Stoffe zum Aufbau der Röhre ergibt
sich die Möglichkeit, verschiedenartige Stoffe mit Vorteil zu verwenden. Als Grundstoffe
kommen insbesondere in . Betracht organische Stoffe, wie z. B. Hartgummi, synthetische
gummiähnliche Stoffe, Fiber, Holz, Kunstholz, Hartpapier, Viscose, Hartleinen. Diese
SI-Offe können in der üblichen Handelsqualität verwendet werden.. Sie lassen sich
auch dem speziellen Verwendungszweck durch besondere Herstellung anpassen. Hartgummi
besteht im wesentlichen aus Rohgummi, Schwefel und Füllstoffen. Die Füllstoffe können
fehlen. Bei der Vergasung entstehen gut löschende Gase, jedoch tritt eine gewisse
Veriußung der Schaltstelle ein. Durch geeignete, Sauerstoff entwickelnde Fü:lstoffe
läßt sich die Gasentwicklung und die Löschwirkung beeinflussen. Ein solcher Füllstoff
ist z. B. Ammoniumnitrat.
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Als Füllstoffe können aber auch Marmorstaub, Gips, Aluminiumoxyd,
Siliciumoxyd, Magnesiumoxyd, Talkum, Specksteinmehl, Porzellanmel;l u. dgl. verwendet:
werden, welche eine Verringerung der Gasentwicklung bei Hartgummi ergeben. Soll
die Gasentwicklung dagegen gesteigert werden, so können als Fü:lstoffe Salze benutzt
werden, insbesondere metallfreie Salze, wie Ammoniumverbindungen, Hydrazinverbindungen
usw., d:e vollständig in Gase und Dämpfe zerfallen.
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Wird Hartgummi ,als Grundstoff vorgesehen, so werden die Füllstoffe
in der Regel beim Vulkanisiervorgang dem Gummi zugesetzt. Es ist aber auch möglich,
den Grundstoff mit feinen öffnungen zu versehen bzw. kapillarporös zu machen. Dann
kann der Zusatzstoff durch Tränkung evtl. nach varaufgehender Evakuierung oder unter
Druck eingebracht werden. Auf diese Weise können z. B. Paraffine, Kunstharze usw.
mit dem porösen Hartgummi oder einem anderen porösen Grundstoff vereinigt werden.
Diese Stoffe erstarren oder erhärten durch Abkühlung oder chemische Umwandlungen
und bilden
mit dem porösen Grundkürper ein einheitliches Ganzes.
Auf ähnliche Weise können Tränkungen mit konzentrierten Salzlösungen vorgenommen
werden. Nach dem Verdampfen des Lösungsmittels bleibt dann das Salz als Füllstoff
zurück.