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Niederspannungsschaltgerät für Wechselstrom Zusatz zum Patent: 1195
850 Gegenstand des Patentes 1195 850 bildet ein Niederspannungsschaltgerät
für Wechselstrom mit in sich geschlossener, als doppelwandiger Zylinder ausgebildeter
Lichtbogenkammer, deren Zylinderwände zwei koaxiale Elektroden bilden, zwischen
denen der Schaltlichtbogen in der Umfangsrichtung durch magnetische Beblasung fortbewegt
wird; wobei das Längenverhältnis der inneren zur äußeren Elektrode in der Umfangsrichtung
zwischen 0,5 und 1 beträgt. Dabei ist vorzugsweise die Blasspule innerhalb der inneren
Elektrode angeordnet. Ein solches Gerät ermöglicht eine besonders raumsparende Anordnung,
weil durch den kleinen Abstand der Elektroden nur eine geringe Lichtbogenspannung
entsteht, so daß sich eine kleine Schaltarbeit und eine sehr mäßige Wärmeentwicklung
beim Ausschalten ergibt.
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Die Erfindung betrifft eine Weiterbildung eines derartigen Niederspannungsschaltgerätes
für Wechselstrom, durch welche die auftretenden Lichtbogenspannungen und die Schaltarbeit
und somit auch die Wärmeentwicklung noch weiter herabgesetzt werden und welche auch
den Vorteil bietet, daß auf eine Stromzuführung zum Kontakt,. die durch eine flexible
Leitung erfolgen müßte, verzichtet werden kann.
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Gemäß der Erfindung wird bei einem Niederspannungsschaltgerät für
Wechselstrom mit in sich geschlossener, als doppelwandiger Zylinder ausgebildeter
Lichtbogenkammer, deren Zylinderwände koaxiale Elektroden bilden, zwischen denen
der Schaltlichtbogen in der Umfangsrichtung durch magnetische Beblasung fortbewegt
wird, wobei das Längenverhältnis zwischen äußerer und innerer Zylinderwandung in
der Umfangsrichtung zwischen 0,5 und 1,0 liegt, die Lichtbogenkammer durch drei
Elektroden in der Form von koaxialen Zylindern gebildet, von denen zwei im Stromkreis
liegende Elektroden mit vorzugsweise gleichem Durchmesser nebeneinanderliegen und
nur durch einen schmalen, in sich geschlossenen Isoliersteg getrennt sind, wohingegen
die dritte Elektrode mit dem größeren Durchmesser eine Öffnung besitzt, die zum
Hindurchführen einer von ihr isolierten, die beiden anderen Elektroden verbindenden
Schaltbrücke dient.
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Beim Ausschalten des Gerätes bildet sich nicht ein Lichtbogen, sondern
es entstehen zwei hintereinanderliegende Lichtbögen, nämlich zwischen je einer der
im Stromkreis liegenden Elektroden und der dritten Elektrode mit dem größeren Durchmesser.
Durch die Aufteilung in zwei Lichtbögen ist die Kraft jedes einzelnen Bogens geringer,
er erlischt also leichter. Man kann dementsprechend bei gleicher Schaltleistung
den Elektrodenabstand gegenüber einem Gerät nach .dem Hauptpatent geringer wählen,
d. h. die Maße des Gerätes weiter herabsetzen oder aber eine höhere Schaltleistung
bei etwa gleichen Ausmaßen dem Gerät zumuten.
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Das Hintereinanderschalten mehrerer Lichtbögen ist an sich bekannt.
So hat man bei Hörnerschaltern mehrere Hörnerpaare durch Isolierwände voneinander
getrennt und hintereinandergeschaltet; bei gleichzeitiger Betätigung der Kontakte
zwischen den Hörnern jedes Paares ergibt sich dann auch eine Hintereinanderschaltung
von Lichtbögen.
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Man hat auch schon aus Ringabschnitten bestehende Teile eines festen
und eines beweglichen Kontaktes in Richtung der Ringachse gegeneinander beweglich
angeordnet. Auch ist ein Schaltgerät bekannt, bei dem ein topfförmiger beweglicher
Kontakt mit einem ortsfesten Ringkontakt- zusammenwirkt, auf dem der Topfrand zur
Auflage kommt. Schließlich ist - eine - allerdings wohl nur für Ölschalter
be-
nutzbare' Vorrichtung zum Löschen eines Lichtbogens bekannt; bei
der zwischen den Elektroden eines Schalters eine Reihe von leitenden Zwischenelektröden
in Form von achsparallelen Zylindern angeordnet. sind, auf die der Lichtbogen durch
eine Spüle' geblasen wird. Ein Überleiten des Stromverlaufs von der Schaltbrücke
auf die äußeren Elektroden ist hierbei jedoch während des Ausschaltens nicht möglich.
Demgegenüber
wird bei der vorliegenden Anordnung der Lichtbogen von der Schaltbrücke- auf die
außenliegende Zwischenelektrode übergeleitet und fließt nicht mehr über die Schaltbrücke.
Die Vorteile des geringen Platzbedarfes des Niederspannungsschaltgerätes nach dem
Hauptpatent gelten unter Benutzung der-vorliegenden Erfindung in erhöhtem Maß. Die
Stromzuführungen zu den beiden im Stromkreis liegenden Elektroden können fest verlegt
werden.
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Bei einer besonderen Ausführungsform des Gerätes ist die Höhe .des
koaxialen, die Zwischenelektrode bildenden Zylinders gleich der Summe der Höhen
der die festen, im Stromkreis liegenden - Elektroden -bildenden Zylinder, vermehrt
um die Dicke des Isoliersteges. Weiter kann der zu den im Stromkreis liegenden Elektroden
koaxiale äußere Zylinder in zwei Zylinder gleicher Höhe aufgeteilt sein, die durch
den Isoliersteg getrennt und über einen Widerstand verbunden sind.
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Der Blasmagnet, der auch gleichzeitig Auslösemagnet ist, kann so angeordnet
sein, daß er im Sinn eines Abhebens der Kontaktbrücke von den festen Elektroden
wirkt, um ein Festschweißen der Kontakte auszuschließen.
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Wenn gemäß der Erfindung der Lichtbogen in wenigstens zwei hintereinandergeschaltete
Lichtbogen aufgeteilt wird, so besteht die Möglichkeit, den Abstand zwischen den
beiden ständig im Stromkreis liegenden Elektroden und der oder den dazwischenliegenden,
ein unbestimmtes Potential aufweisenden Elektroden geringer zu- halten als den Abstand
zwischen den beiden erstgenannten tlektroden, ohne die Normvorschriften zu verletzen.
Daraus folgt, daß die gebildeten Lichtbögen kleiner sind als bei einer Anordnung
ohne Zwischenelektroden. Hieraus resultiert die Möglichkeit, den Schalter so zu
bauen, daß die Lichtbogenspannung und damit die Schaltarbeit geringer wird.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des neuen Niederspannungsschaltgerätes
dargestellt; und zwar zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht, F i g. 2 einen senkrechten
Schnitt entsprechend der Schnittlinie 11-II von F i g. 1, F i g. 3 einen der F i
g. 2 entsprechenden Schnitt bei einer anderen Ausführungsform. -Der Ringraum 10
stellt die Lichtbogenkammer dar, die von den beiden aus einem Isolierwerkstoff bestehenden
Seitenplatten 11 und 12 und- einem inneren ; und einem äußeren Zylindermantel begrenzt
ist. -Auf dem inneren Zylindermantel befinden-sich die beiden als Ring ausgebildeten,
im Stromkreis liegenden Elek= troden 13 und 14, die durch einen Isoliersteg
15 voneinander getrennt sind. Die eine der beiden Elektroden (14) ist an
das äußere Ende der Magnetspule. 16
angeschlossen, die um den Magnetketn.17
gewickelt ist. Bei der Anordnung nach F i g. 2 wird eine dritte Elektrode gebildet
durch den Ring 18Dieser -ist .mit einer Öffnung 19 versehen, durch welche die Schalt-
t Brücke 20 eingeführt und herausgezogen -wird. -Die Schaltbrücke ist in der gestrichelt
dargestellten .Aus schaltstellung sowohl von- den beiden Elektroden13 und 14 als
auch von der Elektrode 18 isoliert. '-Wird die Kontaktbrücke 20 abgehoben,- so bilden
c sich Lichtbögen zwischen ihren beiden Enden und den Elektroden 13 .und 14. Diese
springen @ von der Kontaktbrücke auf die äußere Elektrode 18 und wer= den durch
das"Blasfeld in eine Drehbewegung versetzt, wobei der zwischen der Elektrode 13
und der Elektrode 18 gebildete Lichtbogen im entgegengesetzten Sinn zu demjenigen
Lichtbogen kreist, der zwischen der Elektrode 14 und der Elektrode 18 entsteht.
Spätestens beim Nulldurchgang reißen die Lichtbögen ab.
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Die Bauart nach F i g. 3 unterscheidet sich von der nach F i g. 2
dadurch, daß auf dem äußeren, die Licht Bogenkammer 10 begrenzenden Zylindermantel
zwei Elektroden 21 und 22 vorgesehen und voneinander durch den Steg 15 isoliert
sind. Es besteht eine galvanische Verbindung über den Widerstand 23, der einen Teil
der beim öffnen des Schalters zur Verfügung stehenden Spannung verbraucht und dadurch
die Höhe des den Schalter durchfließenden Stromes begrenzt.
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In F i g. 1 ist als Beispiel schematisch dargestellt, wie die elektromagnetische
Auslösung, die neben der Hand- und überstromauslösung bei dem Schalter vorgesehen
ist, vorgenommen werden kann. An der Kontaktbrücke 20 ist hierbei ein Schaltstift
25 befestigt, der gegen die Brücke 20 isoliert ist und an dem ständig die
Kraft einer Rückzugsfeder 26 in Richtung zur Ausschaltstellung angreift. Sobald
der Schaltstift 25 in die Einschaltstellung gedrückt ist, legt sich gegen einen
Ansatz 27 an diesem Schaltstift eine begrenzt schwenkbare Klinke 28. und hält ihn
in dieser Lage fest. Mit der Klinke 28 wirkt ein drehbar gelegter Winkelheber 29
zusammen, dessen einer Hebelarm einen Magnetanker 30 trägt. Wenn der Magnetanker
30 durch die Einwirkung des von der Blasspule 16 erzeugten magnetischen Feldes in
Richtung zur Spule angezogen wird, hebt ein an dem anderen Hebelarm befindlicher
Nocken 31 die Klinke 28 an .und gibt damit den Schaltstift 25. frei. Die Rückzugsfeder
26 zieht darauf den Schaltstift 25 aus der Einschalt- in die Ausschaltstellung
und hebt zugleich die Kontaktbrücke 20 ab. Beim. erneuten Einschalten
-hält die Klinke 28 den heruntergedrückten Schaltstift 25 selbsttätig in
dieser Lage fest.