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Schalteinrichtung.
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Es wird die Priorität aus der entsprechenden amerikanischen Anmeldung
Ser. No. 216 701 vom 30. 6, 1938 beanspruchte Die Erfindung bezieht sich auf Schalteinrich'-tungon.
Es werden hiernach elektrische Entladungsgefäße angewendete und der Strom wird beim
Schaltvorgang aus seiner ursprünglichen Bahn auf einen Nebenschlußzweig verschoben,
bevor die Hauptkontakte so weit geöffnet sind, daß sich ein wesentlicher Lichtbogen
zwischen ihnen bilden könnte.
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Im folgenden seien die Merkmale der Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele
beschrieben und erläutert.
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Die in Figur 1 schematisch gezeigte Anordnung ist zwischen Hauptleitungen
11 und 13 geschaltet « Die Hauptkontaktanordnung 15 befindet sich in der Leitung
11. Sie besteht im wesentlichen aus Schaftstücken 17,19, einer Kniehebelverklinkung
21 und einer elektromagnetischen auslöseeinrichung 23 mit Auslösespule 25 an sich
bekannter Art.
| Im Nebenschluß zur Hauptschalteinrichtung liegt |
| ein |
ein Entladungsgefäß 27, vorzugsweise mit Queoksilberelektroden
29, 31. In diese ragen Zündelektroden 33 und 35 hinein, die jeweils im gewünschten
Zeitpunkt die Entladung einleiten sollen, Sie sind an die Sekundärwicklungen 41
und 43 eines Transformators 37 mit der Primärwicklung 39 angeschlossene In den Anaohlußleitungen
können Gleichrichter 45, 47 liegen, so daß die Zündung beispielsweise mittels der
Elektrode 33 dann erfolgt, wenn die Elektrode 29 gegenüber der Elektrode 31 negatives
Potential besitzt. Die Gleichrichter 45 und 47 können Trockengleichrichter oder
Elektronenröhren sein ; auch andere Bauarten von Gleiohrichtern sind hierfür geeignet.
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Zur Steuerung der Erregung des Transformators 37 bzw. der Zündelektroden
29 und 31 dient ein schaltelektromagnet 49, dessen Rohrkontakte 51 den Transformator
an eine geeignete zur Verfügung stehende Stromquelle mit einer bestimmten Phasenverschiebung
gegenüber dem die Hauptleitungen 11 und 13 durchfließenden Strom legen.
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Zur Steuerung des Auslaseelektromagneten 25 und des Steuerelektromagneten
49 dient ein Stromwandler 55. in der Hauptleitung 11. Die Wicklung 53 des Steuerelektromagnaten
49 ist so bemessen, daß das Ansprechen erfolgt, wenn der Hauptstrom etwas kleiner
ist, als zur Erregung der Auslöaespulo 25 erforderlich ist.
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Die Arbeitsweise ist folgende : Ist der Schalter 15 geschlossen und
tritt eine auslösebedingung, beispielsweise Überlast oder Kurzschluß,
ein, so nimmt der Strom im Sekundäre--ins des Wandlers 55 zu.
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Es spricht dann zuerst der Elektromagnet 49 an, so daß der Transformator
37 an Spannung gelegt wird. Die Sekundärkreise 41, 43 des Transformators 37 erhalten
dadurch Strom und die Zündelektroden 33, 35 des Entladungsgefäßes sprechen an.
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Jedoch wird das Entladungsgefäß 27 noch nicht vom Strom durchflossen,
solange der Schalter 15 noch geschlossen ist, da die Elektroden 29 und 31 im wesentlichen
das gleiche Potential haben.
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Erreicht der Strom im Sekundärkreis des Wandlers 55 einen zweiten
vorbestimmten Wert, der etwas höher liegt als der erste, bei welchem der Schaltelektromagnet
49 anspricht, so wird der Auslösemagnet 23 betätigt, und der Hauptschalter 17,19
geöffnet. Es besteht auch die Möglichkeit, die elektromagnetspulen 53 und 25 etwas
gleichzeitig zu erregen, insbesonderte, wenn die Trägheit der Auslösevorrichtung
49 und der Sohalteinrichtung 15 so groß sind, daß der Transformator 37 erregt wird,
bevor sich die Hauptkontakte öffnen.
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Sobald die Schaltstücke 17 und 19 sich getrennt haben, vergrößert
sich der Potentialunterschied zwischen den Elektroden 29 und 31, und die Entladungsvorrichtung
27 spricht an. Der Übergangswiderstand ist schon beträchtlich, bevor sioh die Kontakte
vollständig voneinander getrennt haben ; daher kann der Entladungsvorgang bereits
beginnen, bevor zwischen den Kontakten ein Lichtbogen entstanden ist. Ist die Entladung
eingeleitet, so ist der Spannungsabfall zwischen den
den Elektroden
29 und 3'i bzw. den Kontakten 17 und 19 so
| groß, dar. der Stromfluß ilbcir die Koii, kte 17 und 19 aufhören |
muß. Der Stromwandler 55 wird dadurch aus der Strombahn ausgeschaltet und die Elektromagnetspulen
53 und 25 werden entregt. Der Steuerkontakt 51 wird also nieder geöffnet, wodurch
die Zündolektroden 33 und 35 abgeschaltet werden. Der Strom der Hauptleitung 11
fließt nun durch das Entladungsgefäß 27J bis die nächste Wechselstromhalbwelle zu
Ende ist. Eine erneute Zündung kann danach nicht mehr erfolgen, da die Zündelektroden
33 und 35 entregt sind.
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Figur 2 zeigt eine Anordnung mit zwei Entladungsgefäßen 59 und 61.
Jedes dieser Gefäße hat eine Anode 63, eine Kathode 65 und eine Zündelektrode 67.
Beide Gefäße sind
| zu dem Enuptschalter 15 parallel geschaltet. Gibtergesteur- |
| te Gasentladungsröhren und andere Anordnungen mit lichtbo- |
genartiger Entladung können gleichfalls angewendet werden.
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Die Gefäße 59 und 61 sind derart gegeneinander geschaltet, daß jeweils
die Polarität Anode/Kathode des einen mit der Polarität des Wechselstromes in der
Hauptleitung 11 übereinstimmt. Die Zündelektroden 67 beider Gefäße werden über Transformatoren
69, 71 erregt. Beide Transformatoren können über einen besonderen Transformator
73 unter Zwischenschaltung eines Phasenschiebers 74 gespeist werden. Das der Zünd-
| elektrode 67 aufgedrückt Potential soll zweckmäßig mittels |
| des Phasenschieber 74 derart verschoben sein, daß es einen |
| beträchtlichen positiven Uert besitzt, wenn die positive |
Halbwelle des der Hauptelektrode aufgedrUckten Potentials beginnt.
beginnt.
Die Arbeitsweise stimmt gdsätzlich mit derjenigen der Anordnung nach Figur 1 überein.
Es ist ersichtlich, daß die Öffnung des Stromkreises auch mit nur einer Entladungs-Vorrichtung
59 oder 61 erfolgen kann. Gegebenenfalls Kann daher die eine der beiden Entladungsvorrichtungen
nebst dem hierzu erforderlichen Transformator und Gleichrichter weggelassen werden.
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Bei der Anordnung nach Figur 3 ist ein Transformator 75 mit einer
Primärwicklung ? ? und nur einer Sekundärwicklung 79 vorhanden, mit Hilfe deren
beide zündelektroden 33 und 35 erregt werden. Der Steuerelektromagnet 49 besitzt
einen zusätzlichen Kontaktsatz 81 zum An- und Abschalten der Zündelektroden 33,
35. Ferner kann ein Strombegrenzungswiderstand 83 vorgesehen sein. Die Arbeitsweise
ist ähnlich wie bei der Anordnung nach Figur 1.
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Bei der Anordnung nach Figur 4 kann die Erregung der Elektromagnotspule
53 und der Auslösespule 25 durch Hilfskontakte 85 eingeleitet worden. Diese können
willkürlich, z.B. von Hand, durch Druckknopf oder ferngesteuert in Abhängigkeit
von irgendwelchen Betriebsbedingungen betätigt werden. Zur Erregung der Spulen 53
und 25 dient bei diesem Ausführungsbeispiel eine besondere Energiequelle. Der Steuerelektromagnetschalter
49 schließt mehrere Kontakte 51, woduroh die Zündelektroden 33, 35 an Speiaebatterien
93, 95 bzw sonstige Hilfsenergiequellen gelegt werden, und schließt einen Haltestromkreis
über besondere Kontakte 97 ; außerdem
wird durch Kontakte 99 von demselben Elektromagnetsohalter 53 der
Auslöseelektromagnet 25 an Spannung gelegt. Die Arbeitweise stimmt im übrigen grundsätzlich
mit derjenigen der vorher beschriebenen Anordnungen überein* Die Anwendbarkeit der
Vorschläge der Erfindung beschränkt sich nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele.
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So kann insbesondere die Hauptschaltvorrichtung 17,19 nebst ihrer
Betätigugns- und Auslöseeinrichtungen, die unter Umständen überhaupt wegfallen können,
auch anders ausgebildet sein, als es in den schematischen Zeichnungen veranschaulicht
ist.
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Die einzelnen vorgeschlagenen Maßnahmen stellen nicht nur im Zusammenhang,
sondern auch losgelöst davon wertvolle Verbesserungen dar, 4 Figuren, 2 Schutzansprüche.
SohutzänsprQch :