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Auslöseeinrichtung für elektrische Geräte, insbesondere für strombegrenzende Schalter
In der Elektrotechnik werden in zunehmendem Masse Auslöseeinrichtungen mit sehr kleinen Eigen- zeiten gefordert. Das trifft insbesondere für strombegrenzende Schalter zu. Bei diesen Schaltern soll im
Falle des Auftretens eines Kurzschlusses im Leitungsnetz bereits vor Erreichen des Scheitelwertes des Kurz- schlussstromes eine Kontaktöffnung erfolgen.
Bekannte Ausführungen besitzen deshalb einen sogenannten Schlaganker, der im Kurzschlussfall ein direktes Öffnen der Kontaktstellen bewirkt, während die Auslösung des Schaltschlosses, durch den gleichen
Schlaganker herbeigeführt, erst nach Öffnung der Kontaktstellen erfolgt. Durch diese Lösung wird die Eigenzeit bereits herabgesetzt. Da der Schlaganker jedoch erst nach Aufbau eines relativ starken Magnetfeldes in Bewegung gesetzt wird, dürfte klar sein, dass diese Ausführung keine maximale Lösung darstellt.
Ausserdem ist der Aufwand, insbesondere vom Materialeinsatz aus gesehen, sehr gross.
Andere bekannte Ausführungen nutzen die elektrodynamische Wirkung bei hohen Kurzschlussströmen aus. Durch besondere Führung der Leiter bzw. Ausbildung der Kontaktstücke wird im Kurzschlussfall eine Trennung der Kontaktstellen ebenfalls vor Auslösung des Schaltschlosses bewirkt.
Nachteilig wirkt sich bei diesen Ausführungen aus, dass erst bei einem relativ grossen Kurzschlussstrom die Kontakttrennung erfolgen darf, weil sonst bereits bei geringeren Überströmen die Gefahr der Kontaktkraftminderung bestehen würde.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Auslöseeinrichtung zu schaffen, die die bekannten Ausführungen anhaftenden Nachteile nicht aufweist und nur einen geringen Einsatz hochwertiger Materialien notwendig macht. Dabei soll ein bisher für diesen Zweck nicht angewendeter, physikalischer Effekt, nämlich die sogenannte Schockwelle, ausgenutzt werden.
Erfindungsgemäss wird solch eine Auslöseeinrichtung geschaffen durch ein allseitig, jedoch mindest an einer Stelle elastisch abgedichtetes, ein flüssiges Medium, das möglichst geringe Verbrennungsrück- stände aufweist, enthaltendes Druckgefäss, in das zwei von aussen zugängliche, spannungsführende, als Elektroden wirkende Leiter hineinragen.
Die Elastizität des Druckgefässes an einer bestimmten Stelle wird dadurch erreicht, dass das Druckgefäss durch eine vorzugsweise aus elastischem Material bestehende Membran, die durch eine Führunghülse und eine Überwurfmutter gegen die Wandung des Druckgefässes gedrückt wird, abgedichtet ist.
Es ist also auch möglich, an Stelle der elastischen Membran in das Druckgefäss einen entsprechenden
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abdichtenden Kolben einzusetzen, der in axialer Richtung verschiebbar ist.
Um unter verschiedenen Bedingungen eine Auslösung herbeiführen zu können, ist der Abstand der spannungsführenden Leiter veränderbar.
Die Betätigung der nachgeordneten Bauteile erfolgt vorteilhafterweise über einen zwischen der Mem- ! bran und der Führungshülse verschiebbar angeordneten Schlagbolzen.
Zur Ansteuerung der Auslösevorrichtung dient ein Befehlsgeber. Dieser Befehlsgeber kann z. B. aus einer an sich bekannten Schaltungsanordnung bestehen, die den Anstieg des Stromes vom Nulldurchgang aus bewertet. Ist dieser Anstieg zu gross, wie es bei Überstrom der Fall ist, sorgt der Befehlsgeber dafür, dass beispielsweise ein Kondensator über die Auslösevorrichtung entladen wird.
Der Anwendungsbereich ist nicht nur auf strombegrenzende Schalter begrenzt. Es können auch an andern elektrischen Geräten Auslöseoperationen durchgeführt werden. Als selbständiger Bauteil kann die
Auslöseeinrichtung, von einer entsprechenden elektrischen Einrichtung gesteuert, sogar für viele An- wendungszwecke im Maschinenbau eingesetzt werden.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den Zeich- nungen zeigen Fig. 1 die Auslöseeinrichtung im zerlegten Zustand und Fig. 2 die Auslöseeinrichtung im montierten Zustand.
Die Auslöseeinrichtung besteht aus einem Druckgefäss 1, in dessen Innenraum 2 sich im Be- triebszustand ein flüssiges Medium, z. B. Wasser oder Quecksilber, befindet. Nach oben wird der Raum
2 durch eine Membran 3 aus elastischem Material abgedeckt. Die Abdichtung erfolgt auf dem Rand des Druckgefässes 1, indem ein Führungsstück 4 mit einem kegelförmigen Hohlraum 5 durch eine Überwurfmutter 6 gegen die Membran 3 gedrückt wird.
Das Führungsstück 4 ist mit einer zentrischen Bohrung 7 versehen, die als Führung für einen zwischen der Membran 3 und dem Führungsstück 4 angeordneten Schlagbolzen 8 dient. Der
Schlagbolzen stützt sich mit dem einen Ende auf einer Lagerstelle 9 der Membran 3 ab. Das andere
Ende ragt frei über die Führungshülse 4'hinaus. Der Schlagbolzen 8 wird dabei durch eine Rück- druckfeder 10, die sich einerseits an einem Band 11 des Schlagbolzens und anderseits an der In- nenwandung des Führungsstückes abstützt, in einer bestimmten Lage gehalten.
Der Innenraum 5 des Führungsstückes 4 dient als Ausdehnungsraum für die Membran und be- sitzt deshalb ausser der Führungsbohrung 7 für den Schlagbolzen 8 noch weitere radiale Bohrun- gen 12.
Die Überwurfmutter 6 ist auf das Druckgefäss 1 aufgeschraubt und greift über das Führungs- stück 4 so hinweg, dass die radialen Bohrungen 12 im montierten Zustand freibleiben.
In den Innenraum 2 des Druckgefässes 1 ragen durch dessen Wandung geführte, als Elektroden
13 wirkende Leiter hinein, die ausserhalb mit einer in den Zeichnungen nicht dargestellten elektrischen
Einrichtung in Verbindrng stehen.
Die Arbeitsweise der Auslöseeinrichtung ist folgende : Erreicht die an den Elektroden 13 anliegen- de Spannung einen bestimmten Wert, der abhängig ist von dem Elektrodenabstand und dem in dem Druck- gefäss 1 befindlichen Medium, so erfolgt ein Durchschlag in dem flüssigen Medium. Die als Folge des
Durchschlages und der damit verbundenen Verdampfung entstehende "Schockwelle" pflanzt sich mit gro- sser Geschwindigkeit fort und wirkt letztlich auf die Wandung des Druckgefässes 1 und damit auch auf die Membran 3. Diese wird entgegen der auf sie einwirkenden Kraft und Feder 10 bewegt und drückt somit den Schlagbolzen 8 nach oben, der seinerseits beliebige Operationen ausführen kann.
Die beschriebene Ausführung kann nur ein Beispiel darstellen. Letztlich kommt es nach der Erfindung darauf an, eine Einrichtung zu schaffen, in derem Inneren ein elektrischer Durchschlag durch ein flüssiges
Medium möglich ist. Es können deshalb sowohl verschiedene Medien verwendet, aber auch die Abstände und Formen der als Elektroden wirkenden Leiter variiert werden.
So ist auch eine Anordnung möglich, bei der der für die Bildung des Lichtbogens notwendige Abstand zwischen den elektrodenarfigen Leitern erst im Moment des Fehlerfalles hergestellt wird, vorher jedoch
Kontaktschluss besteht.
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