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Druckgasschalter, insbesondere für hohe Leistungen Die- Erfindung
bezieht sich auf einen Druckgasschalter, insbesondere für hohe Leistungen, bei dem
der Lichtbogen durch eine vom Druckgas durchströmte Düse hindurchbrennt, in welcher
einzelne den beweglichen Schaltkontakt im Einschaltzustand umgreifende, den festen
Kontakt bildende Kontaktsegmente angeordnet sind.
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Um bei einem solchen Schalter eine Stauung des Druckgasstromes vor
der Düse zu verhindern, sieht die Erfindung vor, daß die Kontaktsegmente derart
mechanisch gesteuert werden, daß sie im Einschaltzustand des Schalters aus der Düsenwand
hervorstehen und sich fest an den beweglichen Kontakt anlegen, wogegen sie bei der
Abschaltung durch eine quer zum Druckgasstrom erfolgende Bewegung derart zurückgezogen
werden, daß der volle Düsenquerschnitt plötzlich frei wird. Es wird so ein schnelles
Abströmen der bei der Kontakttrennung entstehenden Lichtbogengase und somit eine
stoßartige Beblasung des Abschaltlichtbogens durch das dann ungehindert nachströmende
Druckgas erreicht. Andererseits wird aber.
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-der Lichtbogen bei dieser Anordnung von u vornherein im Kern des
Druckgasstromes gezogen und dadurch guten Löschbedingungen unterworfen.
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Es sind bereits Schalter bekanntgeworden, bei denen eine stoßartige
Beblasung des Lichtbogens durch Ouerschnittserweiterung der Düse in einem gewissen
Maße eintritt. So gibt es z. B. eine Schalterausführung, bei welcher ein stabförmiger
Kontakt aus der Düse in Richtung des Druckluftstromes herausbewegt wird. Infolge
der stabförmigen Gestalt ist die Erweiterung des Düsendurchmessers im Vergleich
zum zurückgelegten Weg des Kontaktes klein und die Wirkung daher nur gering.
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Bei einer anderen Ausführung wird die stoßartige Beblasung dadurch
erreicht, daß die Düse, welche zugleich den festen Kontakt
bildet,
geteilt ausgeführt ist und die einzelnen Teile beim Ausschalten um einen in einiger
Entfernung vom beweglichen Kontakt angeordneten Drehpunkt geschwenkt werden, so
daß sie sich vom beweglichen Kontakt abheben. Auch hierbei entspricht der aasgeführten
Bewegung der Düsenteile nur eine geringe Vergrößerung des Düsendurchmessers, so
daß keine besonders ruckartige Bewegung erzielt wird. _'#ußerdetn hat dieser Schalter
den Nachteil, daß die Düse aus Metall bestehen muß. Die Düse aus Metall ist aber
insofern ungünstig, als sie ein Wandern des Lichtbogens begünstigt. Aus diesem Grunde
liegt der Erfindung ein Schalter zugrunde, bei dem in der Düse besondere Kontaktstücke
angeordnet sind. Dadurch ist es möglich, die Düse selbst aus Isolierstoff herzustellen
und dem Lichtbogen das Wandern über die Kontaktstelle hinaus zu verwehren.
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Es ist ferner ein Druckluftschalter bekannt, bei dem als feste Kontaktstücke
drehbare Daumenhebel verwendet werden, die im Einschaltzustand durch eine Kontaktbrücke
verbunden sind. Durch Bewegen der Kontaktbrücke werden sie beim Abschaltvorgang
freigegeben und trennen sich 'nach einem gewissen Hub der Brücke unter dem Einfluß
der Druckluft plötzlich von der Brücke, wobei die Luft durch die getrennten Kontakte
.hindurchströmt. Dieser Schalter weist aber -keine Düse auf, durch die der Lichtbogen
hindurchbrennt und die durch die daumenförmigen Hebel plötzlich erweitert würde.
Auch `wäre der Antrieb der Kontaktsegmente durch die Druckluft für den Zweck der
Erfindung zu unsicher und ungenau.
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Die bei Düsenschaltern an sich bekannten in der Düse angeordneten
beweglichen Kontaktsegmente haben aber gerade die um gerzehrte Wirkung wie beim
Erfindungsgegenstand. Da sie am beweglichen Schaltkontakt lediglich federnd anliegen,
verengen sie nämlich nach dem Herausziehen des beweglichen Schaltkontaktes den Düsenquerschnitt.
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Auf der Zeichnung sind 'einige Ausführungsbeispiele der Erfindung
veranschaulicht. In Abb. i ist eine Düsenkontaktanordnung im eingeschalteten Zustande
dargestellt. Dem stromübertragenden, mit i bezeichneten Kontaktstück des feststehenden
Düsenkontaktes @lnd Antriebsliebel2 zugeordnet, die die Kontaktstücke i betätigen.
Die Antriebsliebel ? sind in den Lagern 3 schwenkbar gelagert, die unter der Wirkung
der Federn 4. stehen, die zugleich die Kontaktstücke i gegen einen Schaltstift 6
pressen. Diese Feder-w irkung kann auch durch elastische Hebel .2 erreicht werden,
so daß die Federn a. fortfallen und das Lager 3 fest angeordnet werden kann. Die
Kontaktstücke, i stehen ferner unter der Wirkung der Federn 5, die bestrebt sind,
die Kontaktstücke i von dein Schaltstift 6 abzuheben. Es werden zweckmäßig mehrere
Teile i bis 5 im Kreise um den Schaltstift -angeordnet. Der Kontaktstift 6 ist mit
einer Verdickung 7 versehen, mittels der die Kontaktstücke i gesteuert werden. Der
Tei18 stellt eine Abschlußplatte dar, die düsenförmig ausgeführt ist und den oberen
Stromanschluß tragen kann. Die Stromanschlüsse sind mit 18 und 19 bezeichnet.
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Die `'Wirkungsweise ist kurz folgende: Wenn der Schalter ausschalten
soll, wird der Raum unterhalb der Kontakte mit Druck-Luft aufgefüllt, wobei die
Kontaktstücke i die Torabströmung weitgehend verhindern, so daß an der Kontaktstelle
voller Gasdruck zustande kommt. Hierauf wird der Schaltstift 6 in Pfeilrichtung
15 nach unten bewegt. Sobald die Verdickung 7 des Schaltstiftes 6 von den Hebeln
2 abgleitet, werden die Schaltstücke i unter Einwirkung der Federn 5 schnell nach
außen bewegt, und die Düse wird in ihrem vollen Ouerschnitt zur Löschung des zwischen
dem Schaltstift 6 und den Schaltstücken i entstehenden Lichtbogens geöffnet. Dieser
Ausschaltzustand ist in der Abb. 2 wiedergegeben. Die mit vollem Druck vor den Kontaktstücken
i gestaute Luft drückt den Lichtbogen.- n den von dem Körper 8 nach unten begrenzten
Raum, wobei der eine Fußpunkt des Lichtbogens sich an der Schaltstiftspitze, der
andere sich z. B. auf der düsenförmigen Abschlußplatte 8 oder auf einer Hilfselektrode
9 befindet, falls eine solche, wie in der Abb. 2 angegeben, vorhanden ist.
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Da der in der Düse befindliche Teil des Schaltstiftes 6 klein im Durchmesser
ist, wird die Löschung begünstigt, indem der eine Lichtbogenfußpunkt am Schaltstift
6 und der sich an diesen anschließende Teil des Lichtbogens von der durch die Düse
strömenden Luft stark beeinflußt wird. Die im engen Düsenkanal der Druckluft zugeführte
Wärine ist gering, da sich die größte Länge des Lichtbogens über dein engsten Querschnitt
im _i#,1igasrauni befindet. Die Drosselung ist daher klein; infolgedessen werden
selbst bei großen Leistungen größte Druckluftinengen gefördert, wodurch wiederum
großes Al)-Schaltvermögen bedingt wird.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigen die Abb. 3 und q. Hierbei
sind die gleichförmigen, und zwar fingerförmigen Schaltstücke i um den Schaltstift
6 so angeordnet, daß sie den Schaltstift auf seiner ganzen Oberfläche umfassen,
wobei trotz der gleichen Anzahl der Kontaktfinger und der Federn t6
auf
jeden Kontaktfinger zugleich zwei Federn einwirken. - Die Stromabnahme erfolgt an
den Punkten io der Schaltstücke i durch das Gehäuse ii. Für die Steuerung des Düsenkontaktes
dient ein mit Ansätzen 25 versehenes Rohr 12, das z. B. von der Schalterwelle aus
in der angedeuteten Pfeilrichtung im geeigneten Moment gedreht wird.
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In der Abb. 5 ist ein Ausführungsbeispiel des Schalters angegeben,
bei dem die Kontaktstücke i zwischen Kugeln 2o geführt werden, die gleichzeitig
zur Stromübertragung dienen können. Als Antriebshebel 2 können hierbei elastische
Glieder dienen.
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Die gleichen bzw. gleichartigen Einrichtungen können, wie z. B. aus
den Abb. 6 bis 9 ersichtlich ist, auch bei bis an den Kontaktstift herangeführten
Düsen, die dann nur als Isolierdüsen ausgeführt werden, vorgesehen werden. Bei Verwendung
einer Hilfselektrode empfiehlt es sich, auch den -die Abgaskammer begrenzenden Teil
der Düse aus Isolierstoff anzufertigen. Die Abb. 6 bzw. 8 zeigen die Schalter im
eingeschalteten und die Abb.7 bzw. 9 im ausgeschalteten Zustande. Die Schaltstücke
i können hierbei auch durch Isolierstücke ersetzt und die Kontaktstücke in den erweiterten
Teil der Isolierdüse 28 eingesetzt werden. Wie z. B. die Abb. 7 zeigt, kann die
Anordnung so gewählt werden, daß der Durchgang der Isolierdüse kleiner ist als die
Öffnung zwischen den Kontaktstücken i bei dem ausgeschalteten Schalter. Die Antriebshebel
2 können hierbei an der Abströmseite der Düse vorgesehen werden. Sie sind um die
Punkte 27 drehbar und können zugleich als Stromführungsstücke bzw. auch als Kontaktstücke
benutzt werden. Bei der Ausführungsform nach Abb. 8 und 9 ist die Anordnung so getroffen,
daß die Kontaktstücke i beim Ausschalten so weit zurückgezogen werden, bis sie einen
Teil der Düse bilden.
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Die Freigabe der Kontakte bei den beschriebenen Schaltern kann auch
gleichzeitig von einem vom abzuschaltenden Strom beeinflußten Element abhängig gemacht
werden, und zwar insbesondere derart, daß die Bewegung der Schaltstücke i erst vor
oder während eines Stromnulldurchganges ermöglicht wird. Hierbei können z. B. die
Hebel 2 durch ein Gesperre im eingeschalteten Zustande festgehalten werden, das
jeweils nahe oder während eines Stromnulldurchganges entriegelt wird, so daß, nachdem
der Ansatz 7 die Hebel 2 verlassen hat, die Trennung der Schaltstücke i vom Schalt-Stift
7 unter der Einwirkung der Federn 5 oder besonderer außenliegender Federn im geeigneten
Moment erfolgt.
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Bei der Ausführung nach Abb.3 und kann die stromabhängige Ausschaltung
durch einen auf das Rohr 12 einwirkenden Energiespeicher, z. B: einen Federspeicher
oder eine bewegte Masse, erreicht werden, die durch ein geeignetes, vom Augenblickswert
des Stromes beeinflußtes Element in Tätigkeit gesetzt wird.