DE1035728B - Druckgasschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckgasschalter mit einem mit den Schalterkontakten- gekuppelten und unter der Kraft einer Fader stehenden Kolben (Schalterkolben) und einem mit einem Gasstoßventil gekuppelten Kolben (Ventilkolben).

B-ei Schaltern dieser Art soll sich das Gasventil bei Betätigung schnell öffnen, so daß eine sofortige Lichtbogenlöschung erfolgt, ferner soll das Ventil nur so lange offenbleiben, wie für die Lichtbogenlöschung erforderlich ist, um einen übermäßigen Verbrauch an Druckgas zu vermeiden.

Druckgasschalter mit elektropneumatiscber Steuerung slind bekannt. Bei einem bekannten Schalter ist ein, Vorsteuerventil für den Lufteintritt zum Scha.ltzylinder und den Luftaustritt aus demselben vorgesehen, zwischen Vorsteuerventil und Schaltzylinder liegt ein von dem ersteren gesteuertes Luftrelais. Der Schaltzylinder ist in zwei Bewegungs richtungen durch die Druckluft verstellbar und verbindet in seiner Ruhestellung den Schaltzylinder mit dem Freien, in der Arbeitsstellung mit der Druckluftleitung. Die dem S ehalt zylinder für das Einschalten zugeführte Druckluft kann dabei auch zur Betätigung des Blasventils für das Ausschalten benutzt werden.

Es ist weiterhin bekannt, Vorsehungen zu treffen, durch die bei zu geringem Gasdruck eine Betätigung des Schalters verhindert wird.

Ferner ist bekannt, zum selbsttätigen Schließen des Blasluftventils nach einer bestimmten Zeit Übergangsleitungen für das Druckgas vorzusehen, d!ie bei einem bestimmten Kolbenhub des Schalterkolbens freigegeben werden und ein Schließen des Blasluftventils einleiten.

Durch die Erfindung soll ein Druckgasschalter angegel>en werden, der gegenüber den bekannten Schaltern den Vorzug hat, daß er sehr einfach im Aufbau ist und ein sicheres Arbeiten gewährleistet. Für die Einleitung des Schließvorganges des Blasluftventils nach einem bestimmten Kolbenhub des Schalterkolbens sind bei der erfindungsgemäßen Anordnung keine Zwischenvenitile notwendig, die die Anlage verteuern oder zu Störungen Anlaß geben können. Das Öffnen, und Schließen des Blasluftventils erfolgt dabei sehr schnell, da die Verstellung in beiden Richtungen durch Druckluft erfolgt, ohne daß eine Schließfeder gespannt werden muß. Die Anordnung gemäß der Erfindung ermöglicht außerdem eine Sicherung gegen fehlerhaftes Arbeiten bei Störungen in der Druckgasversorgung.

Der Druckgasschalter gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben und der Schalterkolben in einem einzigen Zylinder hintereinander angeordnet sind und aneinander anliegen, daß zur öffnung der Schalterkontakte der Ventilkolben Druckgasschalter

Anmelder:

General Electric Company,
Schenectady, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,
München 23, Dunantstr. 6

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 21. September 1955

John Wood Beatty, Landsdowne, Pa. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

durch auf seiner einen Seite wirkendes Druckgas in die »Ventil-offen,«-Stellung gebracht wird und dabei den Schalterkolben in die »Schalter-offenx-Steliung bringt und daß nach einer gewissen Wegstrecke des Ventlilkolbens dieser Kolben eine von pneumatischen Steuervorrichtungen für Druckgasschalter an sich bekannte Umgehungsleitung freigibt, über welche Druckgas in einen Raum zwischen dem Ventilkolben und dem Schalteirkollxjn eingeleitet wird, so daß der Ventilkolben sofort in seine »Ventil-zu«-Stellung zurückkehrt, während der Schalterkolben in der »Schalter-offen «-Stellung verbleibt. Die Erfindung soll nun an Hand der Zeichnung näher beschrieben werden.

Fig. 1 zeigt einen halbsehemati sehen Querschnitt durch einen Druckgasschalter, der gemäß der Erfindung ausgebildet ist; der Schalter ist in seiner geschlossenen Stellung gezeichnet;

Fig. 2 ist eine Teilansicht im vergrößerten Maßstab, die eine Stellung der Vorrichtung im Verlauf des öffnungsvorganges zeigt;

Fig. 3 ist ein vergrößerter Querschnitt, der die Vorrichtung in der völlig geöffneten Stellung zeigt;

Fig. 4 ist ein schematisches Schaltbild der Steuervorrichtung für den Schalter nach Fig. 1 bis 3. und

Fig. 5 zeigt eine abgewandelte Form des erfindungsgemäßen Preßluftschalters.

In Fig. 1 ist ein Preß gas sch alter dargestellt, dessen Trennvorrichtung im ganzen mit 10 bezeichnet: ist.

809 580/397

Der Schalter enthält eine geschlossene Unterbrecherkammer 11. die zum Teil durch ein kugelförmiges, metallisches Gehäuse 12 abgeschlossen wird. Das Gehäuse 12 ist auf einen zylindrischen Isolator 13 montiert, der vorzugsweise aus Porzellan sein kann. Ein zylindrisches Übergangsstück 14 ist in einer öffnung an der Unterseite des Gehäuses 12 eingesetzt und mit ihr verschweißt. Innerhalb dieses Porzellanisolators 13 erstreckt sich von einem nicht gezeigten unteren Anschluß aus eine längliche, leitende Schiene 15. Diese Schiene trägt an ihrem oberen Ende eine geeignete, feststehende Kontaktanordnung, dlie im ganzen mit 16 bezeichnet ist und die noch genauer beschrieben werden soll.

Gewünschtenfalls kann das untere Teil der Schiene 15 als Primärwicklung eines Meßwandlers dienen, wobei die tragende Porzellansäule 13 als isoliertes Gehäuse für den Wandler dient.

Diametral gegenüber dem Übergangsstück 14 ist in die obere Seite des Gehäuses 12 ein zweites zylindrisches Übergangsstück 18 durch Schweißen eingesetzt. Dieses Übergangsstück 18 trägt einen Porzellanisolator 19, an dessen oberem Ende sich der nicht gezeigte obere Anschluß des Schalters befindet. Von diesem oberen Anschluß erstreckt sich durch den Porzellanisolator 19 eine längliche Stromschiene 20 nach unten. Diese Schiene trägt an ihrem unteren Ende eine weitere feste Kontaktanordnung 22, die in ihrer Ausführungsform der Kontaktanordnung 16 entspricht.

Die obere Schiene 20 ist von einem röhrenförmigen Isolator 23 umgeben, der an dem oberen, nicht gezeigten Ende geeignet verschlossen ist, während die untere Schiene 15 ebenso durch ein ähnliches Isolierrohr 24, das als Zuleitung zu einer Quelle von unter hohem Druck stehendem Gas, die nicht dargestellt ist, dient, umgeben wird. Das Gehäuse 12 des Schalters ist also offensichtlich normalerweise mit Gas unter demselben Druck, wie er in der Quelle herrscht, mit der es frei verbunden ist, gefüllt, so daß die Anordnung also einen dauernd unter Druck stehenden Preßgasschalter darstellt.

Jede der festen Kontaktanordnungen 16 und 22 enthält ein Paar von stromführenden Kontaktfingern 25, die durch geeignete Druckfedern 27 gegeneinandergepreßt werden, und eine Elektrode 26 zum Ansatz des Lichtlx>gens, die neben den Fingern 25 angeordnet ist. Mit den entsprechenden festen Kontakten 16 und 22 arbeitet ein Paar beweglicher Kontakte 28 zusammen, die drehbar an den Lagern 29 gelagert sind. In der geschlossenen Stellung, die in Fig. 1 gezeigt ist, liegen die beweglichen Kontakte 28 zwischen den Kontaktfingern 25, die durch die Federn 27 fest zusammengedrückt werden, so daß sie eine gut Strom führende Verbindung ergeben.

Die beweglichen Kontakte 28 sind mittels der stromführenden Lager 29 auf einem in der Mitte befindlichen festen Bügel 31 angebracht, der dadurch die elektrische Verbindung zwischen den beiden beweglichen Kontakten 28 bewirkt. Der Bügel 31 ist am einen Ende eines Zylinders 32 l>efestigt, dessen anderes Ende in geeigneter Weise von einem im wesentlichen zylindrischen Gußstück 33 getragen wird. Das Gußstück 33 besitzt an seinem linken Ende einen ringförmigen Flansch 34, der in geeigneter, nicht dargestellter Weise an einem Gegenflansch 35 befestigt ist, der wiederum starr mit dem metallischen Gehäuse 12 verbunden ist.

Das Gehäuse 33 ist mit einem normalerweise geschlossenen ringförmigen Auslaß 36, der von der Unterbrecherkammer 11 in die umgebende Atmosphäre führt, versehen, um einen geeigneten Gasstoß zur Löschung des bei Trennung der Kontakte auftretenden Lichtbogens bewirken zu können, wie noch beschrieben werden soll. Das Gußstück 33 trägt an seiner rechten Seite ein Paar von annähernd gegenüberliegenden düsenartigen Elektroden 38, die den Einlaß in den ringförmigen Auslaß 36 bilden. Zur Steuerung des bogenlöschenden Gases durch die Düsenelektrode 38 und den Auslaß 36 ist am äußeren Ende des Auslasses 36 ein zylmderförmiges Ventilteil 40 vorgesehen, das leicht in einem es umgebenden röhrenförmigen Zylinder 41, der ein Bestandteil des Gußstückes 33 bildet, hin- und hergleiten kann. In Fig. 1 ist das Ventilteil 40 in seiner geschlossenen Lage gezeichnet, ein ringförmiger Flansch 42, der sich an dessen linkem Ende befindet, schließt sich dicht an den feststehenden Flansch 34, der als Ventilsitz dient, an. Das Ventilteil 40 wird normalerweise in dieser geschlossenen Lage nach Fig. 1 durch eine Druckfeder 64 und durch die Wirkung des unter Druck stehenden Gases in dem Auslaß 36, wie noch beschrieben werden wird, gehalten. Dieses Gas übt auf den Flansch 42 eine unkompensierte Kraft aus und drückt dadurch das Ventil 40 nach links in seine geschlossene Stellung. Es ist ersichtlich, daß, wenn bei normalerweise mit unter Druck stehendem Gas gefüllter Kammer 11 das Ventil durch Verschiebung nach rechts geöffnet wird, das Gas von der Kammer 11 mit hoher Geschwindigkeit durch die Düse 38 und den Auslaß 36 an dem Ventilteil 40 vorbei in die Atmosphäre ausströmt, wie durch die Pfeile in Fig. 1 angedeutet ist. Dieser schnelle Gasfluß durch die Düsen 38 bewirkt einen den Bogen axial einhüllenden Gasstoß, der in bekannter Weise den Bogen, der in der Nachbarschaft der Düsen durch die Bewegung des beweglichen Kontaktes 28 von den feststehenden Fingern 25 weg entstanden ist, löscht.

Zur Betätigung des Ventils 40 und der l>eweglichen Kontakte 28 ist eine kombinierte Vorrichtung 50 vorgesclien, die entsprechend der Erfindung ausgebildet ist. Diese Vorrichtung 50 enthält zwei zusammenarbeitende Kolben 51 und 52, die sich in einem Zylinder 32 hin- und herbewegen können. Der Kolben 51 ist durch eine Kolbenstange 54, die sich durch eine Mittelöffnung im Ventil 40 erstreckt, mit diesem verbunden. Die Kolbenstange 54 trägt an ihrem Ende ein geeignetes Gewinde für eine Mutter 55, die das Ventilteil 40 gegen eine Schulter 56 an der Kolbenstange 54 drückt. Die Kolbenstange 54 erstreckt sich gleichzeitig durch eine Mittelöffnung in einer feststehenden Stirnwand 57 des Zylinders 33, in der sie gleiten kann. In dieser Stirnwand 57 befindet sich eine geeignete Dichtung 57', die die Kolbenstange 54 abdichtet und ein Ausströmen des Gases verhindert.

Der andere Kolben 52 dient zur Steuerung der beweglichen Kontakte 28, er ist mit ihnen durch eint Kolbenstange 58, einen Kreuzkopf 59 und ein Paar Verbindungsstücke 60 gekuppelt. Der Kreuzkopf 59 ist durch geeignete Mittel fest an der Kolbenstange 58 befestigt, während die Verbindungsstücke 60 drehbar bei 61 und 62 mit dem Kreuzkopf bzw. den beweglichen Kontakten verbunden sind. Die beweglichen Kontakte 28 werden durch eine starke Druckfeder 64, die an ihrem einen Ende am Kreuzkopf 59 anliegt, in ihrer geschlossenen Lage gehalten. Das andere Ende der Druckfeder 64 liegt an einem ringförmigen Gegenlager 65 an, das mit einer Reihe von axial sich erstreckenden Bolzen einstellbar am Bügel 31 befestigt ist.

Der Kolljen 52 zur Steuerung der Kontakte besitzt einen Rand 66, der in Fig. 1 an dem Kolben 51, der das Ventil steuert, liegt und somit einen Zwischenraum oder eine Kammer 67 zwischen den beiden Kolben bildet. Der Rand 66 ist mit einer Reihe von Aussparungen oder Vertiefungen versehen, die radiale Dttrchlaßschlitze 68 bilden, die sich durch den Rand in die Kammer 67 erstrecken. Eine ringförmige, abgeschrägte Rille 69 in der Außenwand des Randes 66

lichkeit eine lange, isolierende Stange, die zum Schutz gegen Witterungseinflüsse vorzugsweise innerhalb der tragenden Säulen 13 und 24 nach abwärts geführt ist.

Wenn das Teil 77 des Steuerventils die beschriebene untere Lage, die im Fig. 2 gezeichnet ist, einnimmt, strömt das unter Druck stehende Gas vom Schaltergehäuse 11 durch die öffnung 75 und den Zuführungskanal 72 in dien Zwischenraum 70. Der

stellt eine Verbindung zwischen diesen radialen io Druck in diesem Zwischenraum steigt schnell und Durchlaßöffnungen außerhalb des Randes 66 sicher. drückt den Kolben 51 rasch nach rechts. Da der die Der Zweck dieser Kammer 67 und der radialen Kontakte steuernde Kolben 52 an dem Kolben 51 anÖffnung 68 wird im folgenden noch klargestellt liegt, wird er ebenso schnell nach rechts bewegt, werden. Diese Bewegung nach rechts finidet gegen, dien Druck

Ok. Bewegung der Kolben 51 und 52 wird dadurch 15 der Schließfeder 64 und des Gases in einer abgeeingeleitet, indem man unter Druck stehendes Gas in schlossenen Kammer 89 auf der rechten Seite des den engen Zwischenraum 70 im linken Ende des Kontaktkolbens 52 statt, wie noch genauer später erZylinders 32 einläßt. Normalerweise ist dieser Zwi- klärt werden wird. Dadurch, daß sich der Kolben 51 schenraum 70 durch ein zwei Stellungen besitzendes nach rechts bewegt, wird das Gasstoßventil 40 sofort Ventil 71, das anschließend an eine Leitung 72, die in 20 geöffnet, und durch die gleiche Bewegung des Kolbens den Zwischenraum 70 führt, angeordnet ist, mit der 52 wird unmittelbar die Öffnung der Kontakte 28 Atmosphäre verbunden. Das Steuerventil 71 enthält eingeleitet. Die Kontakte 28 sind vorzugsweise mit ein Gehäuse 73 mlit zwei radialen Öffnungen 74 und einem Öffnungsschleifweg geeigneter Länge versehen, 75, deren erste, 74, durch einen geeigneten Auslaß- so daß sich der Gasstoß bei der Entstehung des Lichtkanal 76 mit der Atmosphäre in Verbindung steht 25 bogens gut ausgebildet hat.

und deren andere, 75, direkt in die mit Gas gefüllte Zur Vermeidung eines übermäßigen Verbrauches

Kammer 11 mündet. Die Gasströmung durch diese von Preßluft ist es wichtig, daß das Ventil 40 nur so

Öffnungen 74 und 75 wird durch ein verschiebbares lange geöffnet bleibt, wie zur Löschung des Bogens

Ventilteil 77 gesteuert, das durch dine lösbare Ver- nöttig ist. Sobald die Löschung des Bogens erfolgt ist,

riegelung in der in Fig. 1 gezeigten oberen Stellung 30 soll das Gasausstoßventil so schnell wie möglich in

gehalten wird. In dieser oberen Stellung bewirkt ein seine geschlossene, in Fig. 1 und 3 gezeichnete Stein

Verbindungskanal 78 durch das Ventil teil 77 eine lung zurückgeführt werden, so daß ein weiterer Gas:·

Verbindung zwischen dem Elinlaßkanal 72 und dem verbrauch vermieden wird. Zu diesem Zweck ist eine

Auslaßkanal 76, während die öffnung 75 durch das Überbrückungsleitung 85 vorgesehen, die von der

\^rentilteil 77 verschlossen ist. In der in Fig. 1 ge- 35 linken Seite des Zylinders 32 zu einem bestimmten,

zeichneten Stellung des Ventilteils 77 wird dadurch etwa in der Mitte gelegenen Punkt der Bohrung dieses

der Zwischenraum 70 zur umgebenden Atmosphäre Zylinders führt. Wenn die Kolben 51 und 52 sich in

hin entlüftet und vom Schaltergehäuse 11 abgetrennt. der in Fig. 1 gezeichneten Lage befinden, schließt der

Um Gas unter Druck in den Zwischenraum 70 ein- Rand 66 des Kolben« 52 die Überbrückungsleitung leiten zu können, muß man das Ventilteil 77 nach 40 ab. Der Raum 67 zwischen den Koll>en ist dann auf unten bewegen, wodurch die Auslaßöffnung 74 ver- Atmosphärendruck, da er über das Klappenventil 92 schlossen und eine. Verbindung zwischen der Einlaß- und die Leitung 72 mit der Atmosphäre in Verbinöffnung75 und dem Zuführungskanal 72 herbeigeführt dung steht. Wenn sich die zwei Kolben 51 und 52 zuwird. Zu diesem Zweck sind eine Druckfeder 79, die gleich von ihrer in Fig. 1 gezeichneten Lage, wie bedas Ventil nach unten zieht, und eine lösbare, elek- 45 schrieben, nach rechts bewegen, bleibt die Übertri'sch zu betätigende Klinke 80, die in eingerasteter brückungsleitung 85 so lange geschlossen, bis die Stellung in Fig. 1 gezeigt ist und die das Ventilteil in Rille 69 Verbindung mit der Mündung der Überder oberen Stellung gegen den Druck der Feder 79 brückungsleitung bekommt. In diesem Augenblick, halten kann, vorgesehen. Eine Lösung der Klinke 80 der in Fig. 2 gezeichnet ist, fließt das unter Druck kann entweder von Hand oder in Abhängigkeit von 50 stehende Gas von der Überbrückungsleitung 85 durch

einer bestimmten elektrischen Bedingung durch die
Arbeitsspule 81 der Klinke bewirkt werden. Bei Betätigung von Hand wird der Druckknopfschalter 82
und dadurch der Stromkreis der Spule 81, die die
Klinke betätigt, geschlossen. Soll die Lösung in Ab- 5ί hängigkeit von bestimmten elektrischen Bedingungen,
z. B. einer Störung in dem durch den Schalter gesteuerten Starkstromkreis, erfolgen, so können die
Kontakte 83 durch einen geeigneten Kreis, der ein

die Rille 69 und die radialen Öffnungen 68 in die Kammer 67. Dadurch steigt der Druck in dieser Kammer 67 rasch auf annähernd denselben Wert, wie er auf der linken Seite des Kolbens 51 herrscht. Da jedoch die Angriffsfläche des Kolbens 51, die der Druckluft innerhalb der Kammer 67 ausgesetzt ist, wesentlich größer ist als die Angriffsfläche, die der Druckluft, die das Ventil zu öffnen trachtet, ausgesetzt ist, werden auf den Kolljen 51 ungleiche Kräfte

nicht gezeichnetes, durch die Störung betätigtes 60 ausgeübt, die den Kolben 51 zusammen mit dem Relais enthält, geschlossen werden, wodurch ebenfalls Ventilstück 40 rasch wieder, wie gewünscht, in die die Spule 81 erregt wird. In beiden Fällen wird die in Fig. 3 dargestellte geschlossene Stellung treiben. Klinke 80 freigegeben, und die Feder 79 kann das Während dieser rückläufigen Bewegung wird das Gas Ventilteil 77 in seine untere Lage drücken. auf der linken Seite des Kolbens 51 entweder durch Der Einfachheit halber wurde diese Steuervorrich- 65 die Überbrückungsleitung oder durch die öffnung 75, tung schematisch in nächster Nähe des Ventils ge- die zum Hauptraum 11 führt, verdrängt. Die öffnung zeichnet, das sich natürlich auf Hochspannung be- der Überbrückungsleitung 85 ist so auf dem Zylinderfindet. Der mit Niederspannung, vorzugsweise Gleich- mantel angeordnet, daß das Ventil 40 erst dann wieder spannung, betriebene Steuerkreis befindet sich jedoch in die geschlossene Stellung zurückgeführt wird, auf Erdpotential, und die Veatilstange ist in Wirk- 70 nachdem sich die Kolben 51 und 52 genügend be-

wegen konnten und der durch die Trennung der Kontakte entstandene Lichtbogen gelöscht worden ist.

Der obenerwähnte Unterschied kr der Angriffsfläche für das öffnen und für das Schließen des Ventilkolbens 51 beruht in erster Linie auf dem großen Durchmesser der Kolbenstange 54. Da diese Kolbenstange sich von der Angriffsfläche, die eine öffnung l>ewirkt, durch eine abgedichtete öffnung zur Atmosphäre hin erstreckt, ist es ersiichtlich, daß die

Leitung 90 mit der Atmosphäre in Verbindung. Die anfängliche Öffnungsbewegung der Kolben 51 und 52 kann mit einer relativ hoben Geschwindigkeit erfolgen, da das Gas innerhalb des Pufferraumes 89 anfänglich, leicht zusammengedrückt werden kann und da der Zugang zu der Leitung 90 verhältnismäßig frei ist. Gegen Ende des Kolbenhubes ist das Gas jedoch genügend verdichtet und der Zugang zu der Leitung 90 entsprechend behindert worden, daß eine

effektive Angriffsfläche für das öffnen des Ventils io Bremswirkung eintritt, die den Kolben 52 weich verwesentlich kleiner ist als die Angriffsfläche des KoI- langsamt. Die Verhinderung des Abflusses durch die

Leitung 90 gegen Ende des Hul>es wird in erster Linie durch die relativ genaue Passung zwischen

bens, die auf der entgegengesetzten Seite liegt.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, besitzt der Ventilkoll >en 51 eine von seiner linken Stirnseite vorsprin-

dem vorspringenden Kolbenansatz 91 und der eini

gende Schulter, die vom einer entsprechenden Rille in 15 sprechenden Zylinderwand des zurückspringenden

der Endwand 57 aufgenommen werden kann und die dadurch einen Luftpuffer erzeugt, der den Anschlag beim Schließen des G as aus stoß ven ti Is mildert.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich,

Teils, das sich am rechten Ende des Hauptzylinder befindet, erreicht. Obwohl in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 3 der Zwischenraum an der rechten Seite des Kolbens 52 für eine gasgefüllte

daß keine starken Rückstellfedern notwendig sind, um 20 Bremsvorrichtung verwendet wurde, ist es offensichtdas G as ausstoß ν en til 40 nach der Schal.teröffnung Hch, daß dieser Zwischenraum genauso für eine wieder zu schließen. Der Unterschied zwischen den
Angriffsflächen des Kolbens 51, die ein öffnen und

Eigen

ein Schließen bewirken, reicht aus, um eine schnelle

Flüssigkeitsdämpfung mit entsprechenden
schäften verwendet werden kann.

Es soll nun angenommen werden, daß sich der und sichere Rückstellung des Ventils zu bewirken. 25 Schalter in seiner vollständig geöffneten Stellung be-Obwohl es nicht notwendig ist, kann es in manchen findet, d. h., die Kolben 51 und 52 befinden sich in Fällen zweckmäßig sein, das Gasausstoßventil mit der Lage nach Fig. 3, uind daß der Schalter nun geeiner schwachen, nicht dargestellten Rückholfeder zu schlossen (oder wieder geschlossen) werden soll. Dies versehen, die sicherstellt, daß das Gasausstoßvenitil kann in einfacher Weise dadurch geschehen, daß das auch dann geschlossen bleibt, wenn sich keine Druck- 30 Steuerventil 77 von seiner unteren Lage nach Fig. 3 luft in der Schalterkammer 11 befindet. Diese Feder in seine obere Lage gehoben wird, wodurch eine Verwürde dadurch die erstmalige Füllung der Kammer bindung zwischen der Anlaßöffnwng 74 und der Zu-11 erleichtern, nachdem sie entleert worden war. führungsleitueg 72 hergestellt wird, so daß diese

Die Einführung von Druckluft in den Raum 67 Leitung zur Atmosphäre bin entlüftet wird. Dadurch zwischen den Kolben hält gleichfalls die beweglichen 35 strömt die Druckluft von dem Raum 67 zwischen den Kontakte 28 in ihrer offenen Stellung. Genauer ge- beiden Kolben durch die Überbrückungsleitung 85 sagt genügt der Druck in dem Zwischenraum 67 über den Zwischenraum 70 und die Zuführungsleituing zwischen den beiden Kolben, der dem Druck in der 72 schnell und frei zur Atmosphäre ab. Die plötzliche Schalterkammer 11 entspricht, solange sich das Entlüftung des Zwischenraums 67 erlaubt der zu Steuerventil 77 in der unteren Lage nach Fig. 2 und 3 40 sammengedrückten Schließfeder 64, sich rasch zu etitbefindet, um die Wirkung der Schließfeder 64 auf- spannen und dabei den die Kontakte betätigenden zuheben und damit die Kontakte 28 in ihrer offenen Kolben 52 nach links zu schieben, wodurch die Kon-Lage zu halten. Der hohe Druck innerhalb des takte 28 sich sofort in ihre geschlossene Lage be-Schaltergehäuses 11 ergibt in der Zeit, in der der wegen. Nachdem der Kolben 52 die Stellung überSchalter offen ist, eine genügend hohe dielektrische 45 schritten hat. wo der Rand 66 die öffnung der Über-Isolation für den verhältnismäßig kleinen Zwischen- brückungsleitung 85 abschließt, wird eine zusätzliche raum, der sich nun zwischen den voneinander ge- Entlüftung des Raumes 67 durch das Klappenventil trennten Kontakten oder Elektroden befindet. 92 im Ventilkolben 51 bewirkt. Am Ende des

Eine andere Eigenschaft des erfindungsgemäßen Schließungshubes nimmt der kontaktbetätigende Schalters, die aus den Fig. 2 und 3 entnommen 50 Kolben 52 wieder die in Fig. 1 gezeichnete Lage ein, werden kann, besteht darin, daß der öffnungshub des bei der er an dem Ventilkoll>en 51 anliegt. Kolbens 52 sicher begrenzt wird, wenn die am Um· Das oben beschriebene Heben des Steuerventilteiis

fang befindliche Rille 69 in Verbindung mit der 77, durch das das Schließen des Schalters erfolgt, öffnung der Überbrückungsleitung 85 tritt. Eine kann durch irgendeine geeignete Vorrichtung, z. B. weitere Bewegung über diesen Punkt hinaus wird 55 durch eine Spule 94 in Fig. 4, geschehen. Gemäß sicher durch die rechte Stirnwand des Zylinders 32 Fig. 4 wird, wenn der Spulenstromkreis geschlossen verhindert. Durch diese Begrenzung des öffnumgs- und diese Spule 94 mit Strom versorgt wird, was hnbes des Kolbens 52 wird sichergestellt, daß die z. B. durch Schließen des Schalters 95 geschehen Rille 69 nicht ül>er die Öffnung der Umwegleitung 85 kann, die Betätigungsstange für das Ventil 77 nach bewegt wird, bevor der Druck im Raum 67 so weit 60 oben bewegt. Der Anker dieser Spule trägt die Kongestiegen ist, daß er ein sicheres Schließen des Ventils takte 96, die sich am Ende der Aufwärtsbewegung

durch den anderen Kolben 51 bewirkt.

Die Geschwindigkeit, mit der sich die zwei Kolben
i"id 52 während des oben beschriebenen Öffnungsvorganges nach rechts bewegen, wird durch ein Luft- polster gesteuert, das mittels eines Teils der Vorrichtung gebildet wird. Genauer gesagt ist der Zylinderraum 89 rechts von dem Kolben, der die Kontakte
betätigt, gegenüber dem Schalterrar.::i 11 abgedichtet

schließen und dabei ein Hilfsrelais 97 erregen, wodurch dessen Kontakte 98 geöffnet und der Strc nkreis für die Spule 94 unterbrochen wird. Norma'erweise wird dann das Ventil 77 durch die Klinke 80 in
seiner oberen Stellung festgehalten. Sollte jedoch der
Schalter l>ei einer Störung geschlossen werden, so
würde das Störungsrelais, das den Kontakt 83 trägt,
diesen schließen und die Klinke 80 lösen. Dadurch

und steht über eine dünne, entsprechend bemessene 70 bewegt dann die Feder 79 das Ventil 77 sofort wieder

nach unten. Die Spule 94 kann nun dieser Abwärtsbewegung keinen wesentlichen Widerstand entgegensetzen, da sie in der beschriebenen Art und Weise am Ende des öffnuingsbubes stromlos gemacht worden ist

Wenn der Schalter sich automatisch in Abhängigkeit von einer Störung öffnet, sollte er sich nicht wieder schließen, bis der Steuerschalter 95 wieder losgelassen und anschließend noch mal geschlossen worden ist. Mit anderen Worten sollte sich der Preßluftschalter in Abhängigkeit von einem einmaligen Schließen des Steuerschalters 95 ebenfalls nur einmal schließen und keine wiederholten Schließungen odier ein »Pumpen« in Abhängigkeit von einer einmaligen Betätigung des Steuerschalters 95 ausführen. Ein derartiges Pumpen wird durch den beschriebenen Steuerkreis, der den Haltestromkreis 99 für das Hilfsrelais 97 enthält, sicher vermieden. Dieser Haltestromkreis 99 unter Einschluß der Haltekontakte 99 a versorgt das Relais 97 mit Strom, auch wenn die Kontakte dar Arbeitsspule 96 durch die Abwärts- ao l>ewegung bzw. die Schalteröffnung durch das Ventil 77 wieder geöffnet werden. Die Kontakte 98 des Hilfsrelais 97 bleiben also so lange offen, wie der Steuerschalter 95 in seiner geschlossenen Lage gehalten wird, und verhindern dadurch eine weitere Erregung der Spule 94 während dieses Zeitraums. Dies verhindert, wie gewünscht, ein Wiederschließen des Preßluftschalters. Wenn der Steuerschalter 95 losgelassen, und damit geöffnet wird, unterbricht er den Haltestromkreis 99 und erlaubt dem Hilfsrelais 97, in seine normale Ruhelage zurückzukehren, wodurch der Spulenstromkreis wieder arbeitsfähig gemacht wird. Dadurch bewirkt ein anschließendes Betätigen des Steuerschalters 97 eine Erregung der Spule 94 und leitet dadurch ein erneutes Schließen des Preßluftschalters ein, wenn es gewünscht wird.

Um das Ventil für den Gasstoß und die damit zusammenhängende Mechanik zur Wartung oder Reparatur aus dem Gehäuse 12 entfernen zu können, ist eine Zugangsöffnung 100 vorgesehen, die normalerweise durch einen mit einem Scharnier versehenen Deckel 101 geschlossen, ist. Wenn die gesamte Vorrichtung aus dem Gehäuse 12 entfernt werden soll, brauchen nur der Verschlußdeckel 101 geöffnet und die nicht gezeichneten Befestigungsschrauben der Flansche 34 und 35 gelöst sowie das Ventil 71 abgetrennt zu werden. Wenn die beweglichen Kontakte 28 in der geöffneten Lage gehalten werden, was z. B. durch eine geeignete, nicht gezeichnete Stellschraube, die die Schließfeder 64 zusammendrückt, geschehen kann, ist es möglich, die gesamte Vorrichtung durch die öffnung 100 herauszunehmen.

In Fig. 5 ist ein etwas abgewandeltes Ausführungsl >eispiel des Preßluftschalters gezeigt, der im allgemeinen dem Schalter nach Fig. 1 bis 4 entspricht, sich jedoch in bezug auf die Luftdämpfung und die den Kontakt steuernden Federn unterscheidet. Entsprechende Teile dieser zwei Schalter sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, dient der Hauptkolben 52 nicht langer gleichzeitig als Dämpfungskolben, da der Zylinderraum der rechten Seite verhältnismäßig ungehindert durch eine Leitung 108, die während des ganzen Öffnungshubes praktisch offen ist, mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Die Luftdämpfung für den Öffnungshub wird durch einen Hilfskolben 110 bewirkt, der in einem Hilfszylinder 112 gleitet, welcher starr am rechten Ende des Hauptzylinders 32 befestigt ist. Eine Kolbenstange 58, die ein Teil des Hauptkolbens 52 bildet, erstreckt sich durch die Stirnwand 114, die den beiden Zylindern gemeinsam ist. Sie ist dicht in dieser Wand gelagert. Der Hilfskoll>en 110 ist mittels einer geeigneten Schraubenmutter 116 fest zwischen den Enden der Kolbenstange befestigt. Am äußeren Ende trägt die Kolbenstange 58 einen Kreuzkopf 59, der gelenkig mit den beweglichen Kontakten 28 ebenso verbunden ist, wie bereits bei Fig. 1 beschrieben wurde.

Der Hilfszylinder 112 ist mit eimer äußeren Stirnwand 118 versehen, die eine Mittelöffnumg besitzt, durch -die sich die Kolbenstange 58 erstreckt und in der sie gleitein kann. Aus Gründen, die gleich erläutert werden sollen, enthält die Stirnwand 118 gleichfalls eine Regelungsöffnung 119 und ein Klappenventil 120, das es der Luft nur gestattet, in Auslaßrichtung aus dem Zylinder heraus durchzutreten. Die Kolbenstange 58 enthält einen nutartigen Durchlaß 122, der es der Luft gestattet, durch die Mittelöffnung in der Stirnwand 118 zu strömen, wenn sich die Kolbenstange in oder in der Nähe ihrer geschlossenen Stellung nach Fig. 5 befindet.

In der in Fig. 5 gezeichneten Stellung werden die beweglichen Kontakte 28 durch Kippdruckfedern 125 in ihrer geschlossenen Lage gehalten. Diese Federn 125 sind an ihren inneren Enden auf einer Teleskopkupplung 126 gelagert, die ihrerseits schwenkbar mittels der Stifte 127 an den beweglichen Kontakten

28 befestigt sind. An ihren äußeren Enden sind, die Federn 125 mittels geeigneter, schwenkbar angeordneter Fuhrungsstangenkupplungen 128 gelagert. Werden diese Kontakte 28 in Richtung auf ihre offene Lage hin um ihre jeweiligen Lager 29 gedreht, so werden die Federn 125 zusammengedrückt, bis der Stift 127 die Verbindungslinie zwischen dem Lager

29 und dem Lager der Führung der Federn 128 überschreitet. Von diesem Moment an können, sich die Federn 125 entspannen und die öffniungsbewegning der Kontakte 28 unterstützen.

Das öffnen der Kontakte 28 wird dadurch eingeleitet, daß die Kolben 51 und 52 in derselben Weise, wie in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben wurde, nach rechts bewegt werden. Der Luftpuffer 110, 112 erlaubt, daß diese öffnunigsl>ewegung anfänglich mit einer verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit vor sich geht, da, die Nut 122 offen ist und die Luft vor dem Kolben 110 frei durchströmen kaum. Nach einer bestimmten Länge des Öffnungsbubes hat sich die Kolbenstange 58 genügend weit nach rechts bewegt, so daß die A^Tut 122 nicht langer die Luft von der Stirnseite des Koll>ens 110 ableiten kann. Die Luft kann ab dann nur noch durch die verengten Durchlaßöffnungen 119 und 120 strömen, wodurch am Ende des Öffnungshubes eine Verzögerung und damit eine weiche Bremsung der Kollxsn und Kontakte erreicht wird.

Die beweglichen Kontakte 28 werden in ihrer offenen Lage in derselben Weise durch den Gasdruck zwischen den Kolben 51 und 52 gehalten,, wie in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben wurde. Die Kippfedern 125 liefern gleichfalls eine Kraft, die die Kontakte offen hält. Gegen diese beiden Kräfte, die die Öffnung der Kontakte aufrechterhält, wirkt die Kraft, die durch den Gasdruck auf den Hilfskolben 110, 116 entsteht. Dies ist aus Fig. 5 ersichtlich, da der Hilfskolben 116 und 110 ein Paar \-on entgegengesetzt angeordneten Angriffsflächen 130 und 131 besitzt, die dem unter Druck stehenden Isoliermedium aus dem umgebenden Gehäuse des Schalters ausgesetzt sind, wobei die Fläche 130 durch die öffnung 133 und, die Oberfläche 131 durch die Leitung 119 mit Druckluft

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versorgt wird. Da das Teil der Kolbenstange 58, das durch die linke Seitenwand 144 reicht, eine wesentlich größere Querschnittsfläcbe besitzt als das Teil, das sich durch die rechte Stirnwand 118 erstreckt, ist es offensichtlich, daß die Angriffsfläche des Kolbens, die der Druckluft ausgesetzt ist, die den Kolben nach links zu drücken strebt, wesentlich größer ist als die Angriffsfläche der Preßluft, die den Kolben nach rechts drücken will. Auf den Kolben 110, 116 resultiert dadurch dauernd eine Druckkraft von rechts, die die Kontakte zu schließen trachtet und deren Größe dem Gasdruck des isolierenden Gases in dem umgebenden Schalter entspricht.

Es sei nun angenommen, daß sich der Schalter in seiner vollständig geöffneten Lage befindet, d. h. daß die Kontakte 28 vollständig von ihren entsprechenden ortsfesten Kontakten getrennt sind und sich die Kolben 52 und 110 durch den Gasdruck im Raum 67 zwischen den Kolben in ihrer äußersten, rechten Lage befinden, und daß nun der Schalter geschlossen werden soll. Um dies zu erreichen, wird der Raum 67 zwischen den l>eiden Kolben in derselben Art und Weise, wie l>ereits in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben wurde, zur Atmospäre hin entlüftet. Durch diese Entlüftung wird die Kraft, die durch den Gasdruck auf den Hilfskolben 110, 116 ausgeübt wird, wirksam und bewegt die Kolben 52 und 110 nach links und damit diese Kolben zusammen mit den Kontakten 28 in ihre entsprechende geschlossene Lage. Die Kippfedern 125 leisten anfänglich der Ver-Schiebung dieser Teile aus ihrer ursprünglichen Lage Widerstand, aber wenn der Druck innerhalb des Schalters einen bestimmten Sicherheitswert überschreitet, ül>erwiegen die Druckkräfte auf den Hilfskolben 110, 116 und überwinden den Widerstand der Kippfedern. Wenn sich die Kontakte 28 über den Totpunkt hinwegbewegt haben, helfen die Federn beim Schließvorgang mit und liefern eine zusätzliche Kraft, wenn sich die Kontakte dem Eingriff nähern. Die Durchlaßnut 122 trägt ebenso zu einer steigenden Schließkraft am Ende des Hubes bei, indem sie gegen Ende des Hubes einen relativ ungehinderten Zustrom von Luft in den Zylinder 112 zuläßt.

Die Tatsache, daß die Schließungskraft, die auf den Hilfskolben 110 und 116 ausgeübt wird, direkt proportional dem Gasdruck im Schalter ist, kann dazu ausgenutzt werden, ein Schließen des Schalters zu verhindern, wenn der Druck im Schalter einen gewissen Sicherheitswert unterschreitet. Wenn z. B. aus irgendeinem Grund der Druck innerhalb des Schalterraumes unterhalb eines bestimmten Sicherheitswertes fällt, während sich die Kontakte in ihrer vollständig offenen Stellung befinden, bewirkt eine Entlüftung des Raumes 67 zwischen dem Kolben keine Schließung der Kontakte. Dies hat seinen Grund darin, daß unter diesen Bedingungen die sich ergebende Differenz der Kräfte auf den Kolben 110, 116 ungenügend ist, um die Gegenkraft der Kippfedern 125 ül>erwinden zu können,. Unter diesen Bedingungen halten also die Kippfedern die Kontakte 28 sicher in ihrer geöffneten Lage, auch wenn der Raum 67 zwischen den Kolben auf Atmosphärendruck entlüftet wird.

Bisher wurde die Kraft, die durch den Druck auf das vorspringende Ende der Kolbenstange 58 entsteht, nicht erwähnt. Da sich dieses vorspringende Ende in dem unter Druck stehenden Gas in der Schalterkammer befindet, ist es dauernd einer Kraft, die nach links wirkt und die sich in Abhängigkeit vom Gasdruck im Schalter ändert, unterworfen. Auch wenn man diese zusätzliche Kraft in Betracht zieht, ist die Schließkraft, die auf den Dämpfungskolben ausgeübt wird, direkt proportional dem Druck in dem umgebenden Schalterraum.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 kann ebenso wie bei Fig. 1 gewünschtenfalls eine schwache Feder vorgesehen werden, die das Gasausstoßventil in die geschlossene Lage drückt, um damit das erstmalige Füllen der Bogenlöschkammer des Schalters zu erleichtern.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Druckgasschalter mit einem mit den Schalterkontakten gekuppelten und unter der Kraft einer Feder stehenden Kolben (Schalterkolben) und einem mit einem Gasstoßventil gekuppelten Kolben (Ventilkolben), dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkoll>en (51) und der Schalterkolben (52) mit einem einzigen Zylinder (32) hintereinander angeordnet sind und aneinander anliegen, daß zur öffnung der Schalterkontakte der Ventilkolben durch auf seiner einen Seite wirkendes Druckgas in die »Ventil-offen«-Stellung gebracht wird und dabei den Schalterkolben in die »Schalter-offen«- Stellung bringt und daß nach einer gewissen Wegstrecke des Ventilkolbens dieser Kolben eine von pneumatischen Steuervorrichtungen für Druckgasschalter an sich bekannte Umgehungsleitung (85) freigibt, über welche Druckgas in einen Raum (67) zwischen dem Ventilkolben und dem Schalterkolben eingeleitet wird, so daß der Ventilkolben sofort in seine »Ventil-zu«-Stellung zurückkehrt, während der Schalterkolben in der »Schalter-offen«-Stellung verbleibt,

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in dem Raum (67) zwischen dem Ventilkolben (51) und dem Schalterkolben (52) herrschende Preßgasdruck über ein Klappenventil (92) entweichen kann, um den Schalterkolljen unter der Kraft der Feder (64) in die »Schalterzu«-Stellung zurückzuführen.

3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (32) an beiden Enden nach Art eines Tauchkolben-Bremszylinders ausgebildet ist, um der schnellen Bewegung des Ventilkolbens (51) in die »Ventil-zu«- Stellung und des Schalterkolbens (52) in die »Schalter-offen«-Stellung jeweils gegen Ende des betreffenden Kolbenhubes entgegenzuwirken.

4. Schalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalterkolben (52) Aussparungen (63, 68) besitzt, die nach Freigabe der Umgehungsleitung (85) das Druckgas in den Kolbenzwischenraum (67) einleiten.

5. Schalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Druckgas auf der Seite des Zwischenraumes (67) beaufschlagte Fläche des Ventilkolbens (51) größer ist als die auf der anderen Seite des Ventilkolbens beaufschlagte Fläche.

6. Schalter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß Anschlagflächen für den Schalterkolben (52) in seiner »Schalter-offen«- Stellung vorhanden sind.

7. Schalter nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen zweiten Zylinder (112) mit Durchlaßöffnungen (133, 120, 122) an seinen beiden Enden, über die Druckgas in diesen Zylinder eintreten kann, durch einen in diesem Zylinder befindlichen Hilfskolben (131), der mit dem

Schalterkolben (52) verbunden ist, so daß sich dieser mit einer vom Druck des Druckgases abhängigen Kraft in die »Schalter-zu«-Stelilung zurückbewegt.

8. Schalter nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch Umklappfedern (125), welche den Schalter

in einer Offenstellung halten, wenn der Gasdruck einen bestimmten Wert unterschreitet.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 551527, 561331, 658, 659 281, 707 302, 711 306, 717 500.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen