DE1060453B - Elektrischer Schalter mit Elektrolytvorwiderstand - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schalter mit Elektrolytwiderstand, der zwei gegenüberstehende Elektroden in einer Kammer kleinen Volumens mit Elektrolyt aufweist.

Es sind bereits elektrische Schalter mit Vorwiderstand, auch mit Elektrolytwiderstand bekannt. Doch weisen diese bekannten Schalter allgemein einen wesentlichen Nachteil auf. Sie sind nämlich nur durch äußere Einwirkungen betätigbar, derart, daß durch eine äußere Kraft vor der Ausschaltung des Verbrauchers ein in seiner Normalstellung kurzgeschlossener Vorwiderstand in den Stromkreis eingeschaltet wird. Die Aufhebung des Kurzschlusses und die fortschreitende Einschaltung des Vorwiderstandes bis zu seiner notwendigen Größe durch die äußere Kraft erfordern aber verhältnismäßig viel Zeit. Außerdem sind diese elektrischen Schalter durch die Übertragungsmittel für die notwendige äußere Kraft aufwendig und störungsanfällig.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, einen elektrischen Schalter mit Elektrolytvorwiderstand zum Ausschalten von an Wechselstromkreisen angeschlossenen Verbrauchern zu schaffen, bei dem sich der Elektrolytvorwiderstand selbsttätig und selbstregelnd ohne Schaltzeitverlust in den Stromkreis einschaltet, sobald eine bestimmte Stromstärke überschritten wird. Ferner soll der erfindungsgemäße elektrische Schalter einfach konstruiert und störungsunempfindlich sein.

Die Erfindung geht dabei von einer noch nicht zum Stand der Technik gehörigen, zur Einschaltung in einen Wechselstromkreis vorgesehenen elektrischen Einrichtung mit Elektrolytwiderstand aus, wobei mindestens zwei einander gegenüberstehende Elektroden in einer Kammer kleinen Volumens mit Elektrolyt angeordnet sind, die über wenigstens zwei dem Flüssigkeitsstrom Widerstand bietende öffnungen mit einem ebenfalls Elektrolyt enthaltenden Behälter verbunden ist.

Eine derartige Einrichtung arbeitet in der folgenden Weise: Solange die Größe des über die Elektroden die Kammer durchfließenden Wechselstromes unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes bleibt, behält der Elektrolyt seinen flüssigen Aggregatzustand bei, und die Einrichtung setzt dem Strom einen nur geringen Widerstand entgegen. Sobald jedoch die Stromstärke den Schwellenwert überschreitet, verdampft Elektrolyt in der erwähnten Kammer, und die in der Kammer befindliche Elektrolytmenge wird wenigstens teilweise in den Behälter getrieben, so daß der dem Stromdurchgang zwischen den Elektroden entgegenwirkende Widerstand rasch anwächst und wenigstens zeitweise eine Begrenzung dieses Stromes eintritt. Die ausgetriebene Elektrolytmenge kann Elektrischer Schalter
mit Elektrolytvorwiderstand

Anmelder:
Norbert Roger Beyrard, Paris

Vertreter: Dipl.-Ing. Η. Schiffer, Patentanwalt,
Karlsruhe, Kochstr. 3

Beanspruchte Priorität:
Frankreich, vom 7. Mai 1952

Norbert Roger Beyrard, Paris,
ist als Erfinder genannt worden

nämlich nur langsam vom Behälter in die Kammer zurückkehren, da infolge des Durchströmens durch die Öffnungen ein Druckverlust entsteht.

Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist dadurch erreicht, daß in wenigstens eine der Speiseleitungen mindestens ein Elektrolytvorwiderstand eingeschaltet ist, dessen Kammer vollständig mit einem leitenden, bei Überschreitung einer Grenzstromstärke verdampfenden Elektrolyt gefüllt ist, daß die Kammer über wenigstens zwei in unterschiedlicher Höhe angeordnete, dem Flüssigkeitsstrom Widerstand bietende Öffnungen mit einem ebenfalls Elektrolyt enthaltenden Behälter verbunden ist und daß im Nebenschluß zu dem auszuschaltenden Verbraucher die Betätigungsspule eines UnterspannungsSchaltschützes liegt, dessen Arbeitskontakte in dem Speisestromkreis des Verbrauchers liegen.

Elektrolyseerscheinungen treten dabei im Elektro lytvorwiderstand nicht auf, da die Ladung der Elek troden bei jedem Stromwechsel wechselt und die An ionen und Kationen, die sich an den Elektroden wäh rend der ersten Hälfte einer Periode ablagern, sich mit den Kationen und Anionen, die während der zweiten Hälfte der Periode zu den Elektroden gelangen, wieder vereinigen.

Sobald der Stromverbrauch des Verbrauchers aus irgendeinem Grunde anomal steigt, tritt im Elektrolytvorwiderstand eine wenigstens teilweise Verdampfung des Elektrolyts ein, so daß der Widerstand zwischen den Elektroden einen sehr viel höheren Wert annimmt als der Wert beträgt, der bei vollständig fiüssigkeits-

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gefüllter Kammer vorhanden ist. Infolgedessen verringert sich die Spannung an den Klemmen der Betätigungsspule ganz wesentlich, so daß das Unterspannungs-Schaltschütz auslöst. Gleichzeitig wird durch die Einfügung dieses hohen Widerstandes in den Stromkreis die Größe des Überstromes verringert, so daß die Abschaltung der Stromversorgung durch das Unterspannungs-Schaltschütz bei auf einen annehmbaren Wert verringerter Stromstärke vollzogen werden kann, wodurch das Abschaltproblem wesentlieh vereinfacht wird. Man gelangt somit zu dem scheinbar widerspruchsvollen Ergebnis, daß eine Anlage gegen Überströme mit Hilfe eines Unterspannungs-Schaltschützes geschützt wird, das außerdem den Strom nicht wie bei den gebräuchlichen Schaltern beim Höchstwert abschaltet, sondern nachdem der Strom auf einen Wert abgesunken ist, der sogar unterhalb der normalen Stromstärke des Verbrauchers liegen kann. Ein solcher elektrischer Schalter mit Elektrolytvorwiderstand bietet unmittelbare Vorteile, da unter diesen Bedingungen die Kontaktstücke des Unterspannungs-Schaltschützes offensichtlich kaum Gefahr laufen, im Augenblick ihrer Trennung beschädigt zu werden, und da es in Anbetracht der kleinen Stromstärke überflüssig ist, ein Ausblasen des zwischen diesen Kontakten möglicherweise entstehenden Lichtbogens vorzusehen. Ferner wird wegen der Verkleinerung des Überstromes vor dem Abschalten der Verbraucher selbst gegen die hohen Uberspannungen geschützt, die beim Abschalten im Maximum der Stromstärke in der Regel auftreten.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die von den Elektroden begrenzte Kammer mit kleinen Entlüftungsöffnungen versehen, die das teilweise Entweichen des entwickelten Dampfes gestatten. Man kann somit das Austreiben des in dieser Kammer enthaltenden Elektrolyts in den Behälter verlangsamen und auf diese Weise eine außerordentlich rasche Abnahme der Überströme gewährleisten.

Für den Betrieb dieses elektrischen Schalters ist keinerlei Zusatzeinrichtung erforderlich. Jedoch kann der erfindungsgemäße Schalter durch eine Signaleinrichtung ergänzt werden, um in den Stromkreis eingreifen zu können, sobald dort in steigendem Maße ein Überstrom infolge eines sich vergrößernden Feh-Iers eintritt. Tatsächlich versucht sich in diesem Falle im Vorwiderstand ein pendelnder Vorgang einzustellen, denn eine teilweise mit einer Verringerung der Stromstärke verknüpfte Verdampfung des Elektrolyts in der Kammer ist jedesmal von einem Rückfließen des Elektrolyts im Behälter in die Kammer gefolgt, usw. Hinter dem Vorwiderstand, insbesondere an den Klemmen der Betätigungsspule des Unterspannungs-Schaltschützes, treten also pulsierende Spannungen auf, die zum Betrieb einer Blinkvorrichtung benutzt werden können. Das Blinken macht also die Bedienungsperson vor dem Abschalten auf das Vorhandensein eines anomalen Zustandes aufmerksam.

Vorzugsweise ist der Vorwiderstand derart ausgebildet, daß der innere Spannungsabfall zwischen den Elektroden kleiner ist als die Polarisationsspannung, wodurch jegliche Elektrolyseerscheinungen im Atemwiderstand vermieden werden. Es sind die verschiedenartigsten Elektrolyte geeignet, insbesondere empfiehlt sich die Verwendung von Lösungen von Pottasche oder von Kaliumcarbonat.

Der erfindungsgemäße elektrische Schalter eignet sich für alle \^rerteilungssysteme für ein- oder mehrphasigen Wechselstrom und kann, wie nachfolgend beschrieben, zum Schutz einer oder mehrerer Phasen

eines solchen Verteilungssystems vorgesehen werden. Die Schaltkontakte des Unterspannungs-Schaltschützes können derart angeordnet sein, daß sämtliche Leiter des Verteilungssystems abgeschaltet werden, damit nicht etwa ein Teil des Verbrauchers oder des Elektrolytvorwiderstandes nach dem Abschalten unter Spannung bleibt.

Der elektrische Schalter gemäß der Erfindung ist besonders zweckmäßig für Verbraucher mit Motoren, die mit Hilfe eines Elektrolytwiderstandes angelassen werden. Hierbei steht die Kammer zwischen den Elektroden des erfindungsgemäßen Schalters mit demjenigen Behälter in Verbindung, der den Elektrolytwiderstand für das Anlassen des Motors enthält, und ist vorzugsweise am oberen Teil dieses Behälters angeordnet. Außer seiner Funktion als elektrischer Schalter erfüllt der Erfindungsgegenstand noch zwei zusätzliche Funktionen. Erstens bildet er ein Überwachungsgerät für den Elektrolytstand im gemeinsamen Behälter. Ferner gewährleistet er die thermostatische Steuerung des Verbrauchers. In der Tat verringert sich, wenn die Temperatur des Elektrolyts infolge unsachgemäßer Bedienung des Elektrolytwiderstandes anomal anwächst, die zum Ansprechen des erfindungsgemäßen elektrischen Schalters erforderliche Schwellenstromstärke, und der Schalter spricht zur Vermeidung von Schäden im Verbraucher rechtzeitig an.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt und im folgenden beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 die schematische Darstellung einer einfachen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrischen Schalters mit Elektrolytvorwiderstand,

Fig. 2 und 3 Kurven über die Arbeitsweise des Schalters nach Fig. 1,

Fig. 4 einen senkrechten Schnitt durch eine Kombination eines erfindungsgemäßen elektrischen Schalters mit einem Flüssigkeitswiderstand, die beispielsweise zum Anlassen eines Motors dient,

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4,

Fig. 6 eine Kurve zur Erläuterung der Wirkungsweise der Einrichtung nach Fig. 4,

Fig. 7 schematisch die Anwendung eines erfindungsgemäßen Schalters bei einem dreiphasigen Netz,

Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VHI der Fig. 7 und

Fig. 9 ein Schema für die Anwendung des erfindungsgemäßen Schalters bei einem zweiphasigen Netz mit vier Leitern.

Der in Fig. 1 dargestellte Verbraucher 1 wird von den Klemmen 2 jeiner Phase des Netzes über einen erfindungsgemäßen elektrischen Schalter mit Wechselstrom gespeist. DieserSchalter weist einen Elektrolytvorwiderstand 3 mit zwei gegenüberstehenden Elektroden 4 und 5 auf, die in einer Kammer 7 kleinen Volumens angeordnet sind, welche oben und unten durch enge öffnungen 8 und 9 mit einem Behälter 10 in Verbindung steht. Der vorzugsweise aus Metall bestehende und mit Kühlrippen 11 versehene Behälter wird durch einen vorzugsweise mit einer Entlüftungsöffnung versehenen Verschluß stopfen 12 mit Elektrolyt gefüllt, wodurch sich die Kammer7 gleichfalls mit Elektrolyt füllt. Ferner ist die Kammer 7 über eine kleine Entlüftungsöffnung 13 mit der Außenluft verbunden. Der eine Leiter, welcher die eine Klemme 2 mit dem Verbraucher l verbindet, ist zu der Elektrode 4 geführt und von der Elektrode 5 weitergeführt. An diesen Leiter ist jenseits des Elektrolytvorwiderstandes 3 die Betätigungsspule 14 eines Unter-

spannungs-Schaltschützes angeschlossen, das eine Kontaktplatte 15 und ein Riickstelloargan, z. B. eine Feder 16, aufweist. Die Kontaktplatte 15 kann mittels eines Druckknopfes 17 von Hand in die Einschaltstellung gebracht werden. Der Druckknopf kann selbstverständlich durch irgendeine elektromagnetische Vorrichtung zur Fernsteuerung dieser Kontaktplatte ersetzt werden.

Der beschriebene elektrische Schalter mit Elektrolytvorwiderstand arbeitet in der folgenden Weise:

Sobald die Kontaktplatte 15 von Hand oder über einen Hilfsstromkreis in die Einschaltstellung gebracht ist, speist der von der Elektrode 4 zu der Elektrode 5 fließende Strom den Verbraucher. Solange dieser Strom unterhalb eines bestimmten Wertes bleibt, behält der Inhalt der Kammer 7 seinen flüssigen Zustand bei, und der Widerstand r, der dem Stromdurchgang durch den Elektrolyt entgegengesetzt wird, ist gering. Infolgedessen ist die Spannung U an den Klemmen der Betätigungsspule 14 mit der Nennspannung U₀ annähernd in Übereinstimmung. Der über die Betätigungsspule 14 fließende Strom hält daher die Kontaktplatte 15 angezogen, und. der Verbraucher arbeitet normal. Die kleine in der Kammer 7 entwickelte Wärmemenge bewirkt durch Thermosiphonwirkung einen Umlauf im Innern des Behälters 10 in Pfeilrichtung; diese Wärme wird vom Behälter aufgenommen, und es stellt sich somit für den Verbraucher ein stabiler Betriebszustand ein. Wenn die Stromstärke im Verbraucher aus irgendeinem Grunde ansteigt, wird in der Kammer 7 eine solche Wärmemenge entwickelt, daß ein Teil des darin enthaltenen Elektrolyts verdampft. Durch diese Verdampfung wird Elektrolyt aus der Kammer in den Behälter 10 gedrückt, und der Widerstand zwischen den Elektroden steigt infolgedessen, wie Fig. 2 zeigt, sehr rasch von dem Wert r auf einen bestimmten Wert R, der mehrere Zehnfache betragen kann. Da ein Teil des Dampfes durch die Entlüftungsöffnungen 13 entweichen kann, ist es möglich, die Geschwindigkeit des Anstiegs dieses Widerstandes in Abhängigkeit vom Überstrom zu beeinflussen und damit die Abnahme der Stromstärke im Speisestromkreis zu steuern. Der Anstieg des Elektrolytvorwiderstandes 3 ruft an den Klemmen der Betätigungsspule 14 einen Spannungsabfall in solcher Höhe hervor, daß die Anziehungskraft, welche die Kontaktplatte 15 hält, abnimmt und diese Kontaktplatte durch die Rückstellkraft der Feder 16 abgehoben und dadurch der Speisestromkreis geöffnet wird.

Dieser Vorgang wird durch die Kurve in Fig. 3 veranschaulicht. Sobald im Zeitpunkt t₀ die Stromstärke beginnt von ihrem normalen Wert I_n mehr oder weniger rasch anzusteigen, erreicht sie den Schwellenwert I_s, bei welchem die Verdampfung des Elektrolyts in der Kammer 7 einsetzt. Zwischen den Zeitpunkten t_i und i₂ findet diese Verdampfung statt. Die Stromstärke weicht dabei nicht merklich vom Wert I_s ab, denn der Elektrolytvorwiderstand ist selbstregelnd, da je rascher die Stromstärke ansteigt, desto mehr die Verdampfung beschleunigt wird. Da die kleinen Abmessungen der öffnungen 8 und 9 ein rasches Zurückfließen des Flüssigkeitsstromes in die Kammer 7 verhindern, behält der Widerstand zwischen den Elektroden seinen hohen Wert bei, und die Stromstärke im Speisestromkreis fällt steil ab, um im Zeitpunkt t_s den Wert Null zu erreichen, nachdem das Unterspannungs-Schaltschütz angesprochen hat. Durch entsprechende Wahl der Ausschaltspannung des Unterspannungs-Schaltschützes und der Zeitabhängig-

keit seiner Wirkungsweise kann die Ausschaltung bei der Stromstärke I_c eintreten, die weit unterhalb der StromstarkeJ_n liegen kann.

Der erfindungsgemäße elektrische Schalter, der die Ausschaltung bei einer kleineren Stromstärke als der Normalstromstärke ermöglicht, bringt den Vorteil, diesen Schalter für absichtliche Ausschaltungen des Verbrauchers verwenden zu können. Hierzu kann eine Vorrichtung zur bewußten Überlastung des Speisestromkreises des Verbrauchers 1 vorgesehen werden, z.B. eine Leitung 46 mit einem niederohmigen Widerstand, der mittels eines Druckknopfes 47 einschaltbar ist. Durch Betätigung dieses Knopfes wird ein vorübergehender Überstrom hervorgerufen, der den elektrischen Schalter mit Elektrolytvorwiderstand zum Ansprechen bringt. Ferner spielt das Unterspannungs-Schaltschütz in einer solchen Anlage weiterhin seine übliche Rolle als Schutzeinrichtung gegen Fehler in der Stromversorgung.

Falls sich der Überstrom nicht zu einem Kurzschluß ausbildet, sondern allmählich zunimmt, wird der Elektrolytvorwiderstand 3 pulsierend arbeiten, d. h., es tritt eine teilweise Verdampfung des Elektrolyts in der Kammer 7 ein, die von einer Abnahme der Stromstärke im Speisestromkreis begleitet ist, dann eine Rückkehr des Elektrolyts in die Kammer, wodurch die Stromstärke wieder zunimmt. Die Spannung an den Klemmen der Betätigungsspule 14 nimmt in diesem Falle einen pulsierenden Verlauf an, ohne notwendig bis auf einen Wert abzufallen, der ein Ansprechen des Unterspannungs-Schaltschützes bewirkt. Diese pulsierende Spannungsänderung kann beispielsweise mittels einer mit der Betätigungsspule 14 in Reihe geschalteten Glühlampe 43 sichtbar gemacht werden. Um deutlichere Lichtwirkungen zu erzielen, kann, wie gestrichelt angedeutet, eine Entladungslampe 44 in Reihe mit einem Widerstand 45 vorgesehen sein, wobei die Zündspannung dieser Lampe zwischen der normalen Spannung an den Klemmen der Betätigungsspule 14 (U₀) und der Ansprechspannung dieser Spule liegt; somit verlöscht die Lampe 44 periodisch, bevor das Unterspannungs-Schaltschütz anspricht.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform enthält ein mit Elektrolyt gefüllter gerippter Behälter 18 zugleich in seinem oberen Teil einen Elektrolytvorwiderstand 3, der Teil eines erfindungsgemäßen elektrischen Schalters ist, und in seinem unteren Teil einen beispielsweise zum Anlassen eines Einphasenmotors bestimmten Elektrolytwiderstand 19. Die Art des Widerstandes ist beliebig. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt er einen isolierenden Rotor 20, der mittels einer Welle 21 und eines Knopfes 22 in einem zylindrischen isolierenden Gehäuse 23 drehbar ist, welches über gegebenenfalls einstellbare Öffnungen 24 mit dem Innern des Behälters 18 verbunden ist. Der Rotor 20 trägt zwei Elektroden 25 in Form von Zylinderabschnitten, die über einen Leiter 26 miteinander verbunden sind, während an der inneren Wandung des Gehäuses 23 zwei als Zylinderabschnitte ausgebildete, den Elektroden 25 gegenüberstehende Elektroden 27 angeordnet sind. Die Elektroden 27 stehen über die isolierten Leitungen 28 mit zwei Klemmen 29 am Behälterdeckel 30 in Verbindung, der von der Welle 21 des Rotors 20 durchdrungen wird. Ein derartiger Widerstand kann als von Hand betätigter Regelwiderstand arbeiten, indem die gegenüberliegenden Flächen der Elektroden verändert werden, oder in Verbindung mit einem Motor einfach als selbsttätiger Widerstand. In der Tat ent-

steht im Augenblick des Anlassens des Motors im Widerstand 19 wie bei dem mit dem erfmdungsgemäßen elektrischen Schalter kombinierten Elektrolytvorwiderstand 3 ein starker Stromstoß, der eine teilweise Verdampfung des Elektrolyts hervorruft, S so daß der Widerstand des zwischen den Elektroden 25 und 27 befindlichen Elektrolyts infolge des teilweisen Austreibens desselben sich ändert und sich selbsttätig auf den für das Anlassen des Motors erforderlichen Wert einstellt. Der im oberen Teil des Behälters 18 angeordnete Elektrolytvorwiderstand 3 entspricht dem in Fig. 1 dargestellten. Die Elektroden 4 und 5 sind in diesem Falle Zylinder, und die Kammer 7 ist ringförmig. Die Elektrode4 kann durch den Leiter 31 und die Klemme 32 mit einer Stromzuführungsleitung verbunden werden, während die Elektrode 5 mit einem der Leiter 28 in Verbindung steht, so daß das Unterspannungs-Schaltschütz zwischen die Klemme 29 des betreffenden Leiters 28 und die andere Stromzuführungsleitung des Verbrauchers eingeschaltet werden kann. Ein durch einen Stopfen 34 verschlossenes Rohr 33 ermöglicht die Füllung des Behälters mit Elektrolyt. Eine beispielsweise durch die Abstandsstücke 36 getragene und von der Welle 21 durchdrungene isolierende Platte 35 schützt die verschiedenen Kontaktklemmen.

Außer seiner an Hand von Fig. 1 beschriebenen Funktion als elektrischer Schalter übt der erfindungsgemäße elektrische Schalter mit Elektrolytvorwiderstand weitere Funktionen aus. Der Elektrolytvorwiderstand 3 bildet gleichzeitig eine Vorrichtung zur Prüfung der Füllhöhe des Elektrolyts. Wenn nämlich der Spiegel N des Elektrolyts absinkt, ist die Kammer 7 unzureichend gefüllt, und die Verdampfung des in ihr enthaltenen Elektrolyts geht infolgedessen rasch vonstatten, wodurch das UnterspannungsSchaltschütz zum Ansprechen gebracht wird. Es ergibt sich weiter, daß, sobald die Temperatur des Elektrolyts ansteigt, die der Verdampfung des Inhalts der Kammer 7 entsprechende Schwellenstromstärke I_s bis zu einer bestimmten Temperatur T₁ annähernd konstant bleibt und dann von dieser Temperatur T₁ bis zu der Temperatur T₂, die dem Siedepunkt des Elektrolyts entspricht, steil abfällt.

Der erfindungsgemäße Schalter gewährleistet hierbei eine thermostatische Steuerung der Temperatur des Elektrolyts im Behälter, indem er praktisch verhindert, daß diese Temperatur den Wert T₁ überschreitet.

Der elektrische Schalter mit Elektrolytvorwiderstand gemäß der Erfindung kann vorteilhaft in jeglicher Art von Wechselstromnetzen verwendet werden und ermöglicht allgemein eine beträchtliche Vereinfachung des Schutzes gegen Überströme.

Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das allgemein für einen Mehrphasenstrom mit η Phasen und η Leitern anwendbar ist, wobei sämtliche Phasen mit Hilfe eines einzigen Unterspannungs-Schützes ausgeschaltet werden können, unabhängig davon, welche Phase gestört ist. Hierzu ist der Elektrolytvorwiderstand 3 mit n-1 übereinander angeordneten und mit einander verbundenen Kammern 7 a, 7 b ausgestattet, während das Unterspannungs-Schaltschütz zwischen die erste und letzte Phase eingeschaltet ist, d. h. zwischen diejenige, die mit der obersten Kammer 7 a des Elektrolytvorwiderstandes 3 verbunden ist, und diejenige, welche über keine Kammer geführt ist. Der Elektrolytvorwiderstand 3 umfaßt die Elektroden 4a, 5a und 4 b, 5 b, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel zylinderförmig sind. Die untereinander durch die Ka-

näle 37 verbundenen ringförmigen Kammern 7 a, 7 b stehen wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen über Bohrungen 8 a, 8 b, 9 a und 9 b mit dem Behälter 10 in Verbindung, der eine Reserve für den Elektrolyt bildet und zur Wärmeabstrahlung dient. Der Querschnitt der Kanäle 37 ist klein genug, um wesentliche elektrische Verluste durch Überbrückung der Netzphasen 38 a und 38 & des Verbrauchers 1, deren Strom über die Kammern 7a und 7 b fließt, zu vermeiden, jedoch ausreichend groß, um in der Kammer 7 b entstehenden Dampf den freien Durchtritt nach der Kammer 7 α zu erlauben. Am oberen Teil des Elektrolytvorwiderstandes sind, wie oben beschrieben, Entlüftungsöffnungen 13 vorgesehen.

Dieser elektrische Schalter arbeitet folgendermaßen: Sobald sich infolge eines Überstromes in einer der Phasen 38 a oder 38 b in der Kammer 7 a bzw. 7 b Dampf bildet, sammelt sich dieser in der Kammer 7 α und ruft daher an den Klemmen der Betätigungsspule 14, die zwischen die Phasen 38 a und 38 c eingeschaltet ist, einen Spannungsabfall hervor. Darauf schalten die drei Kontaktplatten 15 a, 15 b und 15 c aus. Es ist einleuchtend, daß bei einem Überstrom in der Phase 38 c die beiden Phasen 38 α und 38 b in ihrer zugeordneten Kammer ebenfalls Dampf erzeugen, wodurch die Betätigung des Unterspannungs-Schaltschützes und damit die Ausschaltung des Verbrauchers 1 bewirkt wird. Beim Beispiel gemäß Fig. 9 wird der Verbraucher 1 durch ein zweiphasiges Netz mit vier Leitern gespeist. Zwischen den Klemmen 39 und 40 einerseits sowie 41 und 42 andererseits liegen beispielsweise Wechselspannungen von 220 λ'ΌΙί, während zwischen entsprechenden Leitern, wie z. B. 39 und 41, wegen der quadratischen Phasenbeziehung der beiden ersteren Spannungen eine Wechselspannung von 175 Volt herrscht. In diesem Falle sind zwei Elektrolytvorwiderstände 3 mit den Leitern, welche die Klemmen 39 und 41 aufweisen, in Reihe geschaltet. Jenseits der Vorwiderstände 3 sind diese Leiter über den Stromkreis der Betätigungsspule 14 des Unterspannungs-Schaltschützes verbunden, welches die vier Leiter mittels seiner beispielsweise den Vorwiderständen 3 vorgeschalteten Kontaktplatten 15 abschaltet. Ein Überstrom, der in einem der mit den Klemmen 39, 40 einerseits oder 41, 42 andererseits verbundenen Stromkreis entsteht, bewirkt an den Klemmen der Betätigungsspule 14 einen Spannungsabfall und infolgedessen das Ansprechen des Unterspannungs-Schaltschützes.

In der vorhergehenden Beschreibung wurden die Entlüftungsoffnungen 13 sowie die Öffnungen des Behälters 10 als ständig geöffnet angenommen, wodurch ein wiederholter Ausgleich des verdampften Elektrolyts erforderlich wird, im allgemeinen mit destilliertem Wasser. Um diese Überwachung überflüssig zu machen, können die Entlüftungsöffnungen mit kleinen Ventilklappen, insbesondere Überdruckventilen, versehen werden, die lediglich nach dem Ansprechen des elektrischen Schalters ersetzt werden müssen. Es können auch Entlüftungsöffnungen 13 vorgesehen werden, die unterhalb des Flüssigkeitsspiegels in den Behälter 10 münden, damit die verdampfte Elektrolytmenge kondensiert und wiedergewonnen wird. In diesem Falle können SicherheitsVorkehrungen gegen Überdruck zum Schutz des Behälters selbst vorgesehen sein.

An dem beschriebenen elektrischen Schalter mit Elektrolytvorwiderstand können selbstverständlich Abänderungen vorgenommen werden, insbesondere durch Austausch technisch äquivalenter Mittel, ohne

Claims (8)

daß dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird. Patentansprüche:

1. Elektrischer Schalter mit Elektrolytvorwiderstand, der zwei gegenüberstehende Elektroden in einer Kammer kleinen Volumens mit Elektrolyt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens eine der Speiseleitungen mindestens ein Elektrolytvorwiderstand (3) eingeschaltet ist, dessen Kammer (7) vollständig mit einem leitenden, bei Überschreitung einer Grenzstromstärke verdampfenden Elektrolyt gefüllt ist, daß die Kammer über wenigstens zwei in unterschiedlicher Höhe angeordnete, dem Flüssigkeitsstrom Widerstand bietende öffnungen (8, 9) mit einem ebenfalls Elektrolyt enthaltenden Behälter (10,18) verbunden ist und daß im Nebenschluß zu dem auszuschaltenden Verbraucher (1) die Betätigungsspule (14) eines Unterspannungs-S chaltschützes liegt, dessen Arbeitskontakte in dem Speisestromkreis des Verbrauchers liegen.

2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Teil der durch die Elektroden (4,5) begrenzten Kammer (7) mindestens eine kleine Entlüftungsöffnung (13) vorgesehen ist, durch welche ein Teil des zwischen den Elektroden entwickelten Dampfes entweichen kann.

3. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter des Elektrolytvorwiderstandes (3) durch den Behälter (18) eines Elektrolytwiderstandes (19) gebildet wird, in dessen oberem Teil die Kammer (7) des Elektrolytvorwiderstandes (3) angeordnet ist.

4. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Klemmen der

Betätigungsspule (14) des Unterspannungs-Schaltschützes eine Blinkvorrichtung (44) angeschlossen ist.

5. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolytvorwiderstand (3) bei einem einphasigen Verteilersystem mit dem einen Leiter des Systems in Reihe geschaltet ist, während die Betätigungsspule (14) des Unterspannungs-S chaltschützes in Parallelschaltung an den Leitern liegt.

6. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolytvorwiderstand (3) bei einem mehrphasigen Verteilersystem mit η Phasen n — t übereinander angeordnete und untereinander verbundene Kammern (7 a, 7 b) aufweist, während das Unterspannungs-S chaltschütz an die Phase (38 a), in deren Zug der Elektrolyt zwischen den Elektroden (4 a, 5 a) der obersten Kammer (7 a) liegt, und an die über keine Kammer geführte Phase (38 c) angeschlossen ist.

7. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem zweiphasigen Vierleitersystem einer der Leiter (39 bzw. 41) jeder der beiden Phasen über die Kammer eines Elektrolytvorwiderstandes (3) geführt ist, während die Betätigungsspule (14) des Unterspannungs-S chaltschützes diese beiden Leiter (39, 41) zwischen den Elektrolytvorwiderständen (3) und dem Verbraucher (1) verbindet.

8. Elektrischer Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsöffnung oder -öffnungen (13) durch eine Ventilklappe oder durch ein Überdruckventil verschlossen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 894 873, 540 153;
französische Patentschriften Nr. 862 283, 555 572.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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