DE1083897B - Pneumatischer, vorzugsweise beidseitig beaufschlagbarer Antrieb fuer elektrische Schalter mit Entlueftungsvorrichtungen fuer schnell aufeinanderfolgende Schaltungen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Um bei elektrischen Schaltern zwischen zwei aufeinanderfolgende Schaltungen, wie z. B. bei Kurzunterbrechungen, sehr kurze Zeiten zu erreichen, ist es bereits bekannt, pneumatische Antriebe so auszubilden, daß der mit der Antriebsluft gefüllte Zylinderraum schon während der Schaltbewegung, also noch vor Beginn des folgenden Schaltvorgangs, entlüftet wird. Die Entlüftung erfolgt hierbei über mechanisch betätigte Vorrichtungen, z. B. Schieber, die mit dem Antriebskolben durch ein Gestänge gekuppelt sind. Derartige Antriebe werden jedoch bei sehr hohen Schaltgeschwindigkeiten, die über 20 m/sec betragen können, mechanisch stark beansprucht und versagen daher leicht.

Es ist schon vorgeschlagen worden, den Antriebskolben zweiteilig auszuführen, wobei ein innerer, unter Feder druck stehender und mit dem Schaltgestänge verbundener Kolbenteil sich kurz vor Beendigung der Ausschaltbewegung von dem äußeren Teil löst und dadurch der Antriebsluft den Weg über die Kolbenöffnung und eine Entlüftungsöffnung am Zylinderende freigibt. Die Entlüftung des mit der Antriebsluft gefüllten Zylinderraums erfolgt also durch den Antriebskolben selbst, so daß ebenfalls sehr kurze Schaltzeiten erreichbar sind, ohne daß mechanische Beschädigungen des Antriebs bei sehr hohen Schaltgeschwindigkeiten zu befürchten sind. Eine solche Entlüftung eignet sich jedoch nur für eine einseitig pneumatische Beaufschlagung des Antriebskolbens.

Die Erfindung betrifft ebenfalls einen pneumatischen Antrieb für elektrische Schalter mit Entlüftungsvorrichtungen für schnell aufeinanderfolgende Schaltungen, der vorzugsweise beidseitig beaufschlagbar ist und bei dem die Entlüftungsvorrichtungen ebenfalls so gesteuert sind, daß der mit der Antriebsluft gefüllte Zylinderraum während der Schaltbewegung zunächst verschlossen ist, aber bereits vor Beginn des folgenden Schaltvorgangs entlüftet ist. Erfindungsgemäß sind hierbei mit der Zylinderwand verbundene, pneumatisch betätigte Entlüftungsvorrichtungen vorgesehen, die unabhängig von der Stellung des Antriebskolbens kurz vor oder bei Beendigung des Schaltvorgangs wirksam werden. Ein solcher Antrieb hat den Vorteil, daß die Entlüftung zu jedem beliebigen Zeitpunkt vorgenommen werden kann, und zwar auch erst dann, wenn der Antriebskolben bereits in seine Endstellung gelangt ist. Dieser Umstand ist besonders für den Fall wichtig, daß der Kolben in der Endstellung infolge hoher Geschwindigkeit zurückprallt und dadurch die Schaltstiftspitze aus dem günstigsten Löschbereich heraustritt und eine Neuzündung des Lichtbogens verursacht. Wenn die Entlüftung aber erst am Ende der Schaltbewegung stattfindet, Pneumatischer, vorzugsweise beidseitig beaufschlagbarer Antrieb

für elektrische Schalter

mit Entlüftungsvorrichtungen

für schnell aufeinanderfolgende

Schaltungen

Anmelder:

LICENTIA Patent-Verwaltungs-G.m.b.H., Frankfurt/M., Theodor-Stern-Kai 1

Dr.-Ing. Karl Kxiechbaum, Kassel, ist als Erfinder genannt worden

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dann verhindert die noch anstehende Luft im Antriebszylinder einen stärkeren Rückprall des Kolbens. Die pneumatischen Entlüftungsvorrichtungen sind außerdem sehr einfach im Aufbau und können auch nicht durch sehr hohe Schaltgeschwindigkeiten beschädigt werden.

Als besonders zweckmäßige Entlüftungsvorrichtungen erweisen sich Ventile, die mit einem Druckausgleich zwischen ihren durch einen Kolben getrennten Zylinderräumen arbeiten, wodurch die Schließzeit des Ventils unabhängig von der Dauer der anstehenden Druckluft wird. Der Druckausgleich kann beispielsweise durch Bohrungen im Kolben durchgeführt werden oder aber durch Überstromkanäle im Ventilzylinder. Während bei diesen Ventilen eine die Rückstellkraft liefernde Feder vorgesehen sein muß, kann diese fortfallen, wenn die Rückstellkraft dadurch gewonnen wird, daß der Ventilkolben als Differentialkolben ausgebildet ist.

Um eine noch weitergehende Verkürzung der Schaltzeiten zu erreichen, ist es ferner zweckmäßig, die Entlüftung des Antriebszylinders von der der Luftzuführungsleitung zu trennen. Diese Trennung· kann bei einer vorgegebenen Druckdifferenz zwischen den beiden Räumen durchgeführt werden. Es wird dadurch praktisch nur der Antriebszylinder entlüftet, und es kann bereits eine Gegenbewegung eingeschaltet werden, solange noch Druckluft von dem vorher-

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Claims (8)

gehenden Schaltvorgang in der zugehörigen Zuführungsleitung vorhanden ist. Zur Abtrennung der Räume voneinander kann vorzugsweise ein unter Federdruck stehendes, im Antriebszylinder an der Zuführungsstelle des Druckgases zentral angeordnetes Element vorgesehen sein; das zweckmäßig gleichzeitig als Führung für den Schaltstift dient und bei Absinken des Druckes in der Zuführungsleitung den Zylinderraum abschließt. ' "". Zur näheren Erläuterung, der Erfindung sind in der Zeichnung Ausführungsbeispiele dargestellt. Fig. 1 stellt einen. Schnitt durch einen Antriebszylinder mit nur einem pneumatisch betätigten Entlüftungsventil, Fig. 2 einen Schnitt durch einen Antriebszylinder mit zwei Entlüftungsventilen dar. Der Antriebszylinder 1 weist einen Antriebskolben 2 mit einem-Schaltstift 3 auf. Dem Antrieb wird die Druckluft über die Eintrittsöffnung 4 für die Ausschaltbewegung und über die Eintrittsöffnung 5 für die Einschaltbewegung zugeführt. Die Druckluft für die Ausschaltbewegung führt durch ein zentral angeordnetes Ventil 6, das im; Ruhezustand durch eine Feder 7 mit einer einstellbaren Vorspannung in der geschlossenen Stellung gehalten wird. Dies Ventil ist so ausgebildet, daß es zugleich als Schaltstiftführung dient. Am Ende des Zylinders ist eine Entlüftungsöffnung 8 vorgesehen, die durch ein Ventil 9 geschlossen werden kann. Das. Ventil 9 hat einen unter Federdruck stehenden Kolben 10 sowie einen Schieber H. Der Ventilkolben 10 ist mit kleinen Bohrungen 12 versehen. Der dargestellte Antrieb wirkt in der folgenden Weise: Bei Zuführung der Ausschaltdruckluft öffnet zunächst das Ventil 6. Die Druckluft dringt in den Antriebszylinder 1 ein und bewegt den Kolben 2 mit dem Schaltstift 3 in die Ausschaltlage. Sobald der Kolben 2 die öffnung 8 überläuft, entweicht die im Zylinder eingeströmte Antriebsluft nach außen, so daß dieser Raum für eine anschließende Einschaltung bereits entlüftet ist. Bei einer auf die Ausschaltung folgenden Einschaltung tritt Druckluft durch die Eintrittsöffnung 5 hinter den Antriebskolben 2 und zugleich auch auf den Kolben 12 des Ventils 9. Dieses Ventil wird sofort geschlossen, so daß die Einschaltluft nicht aus der Entlüftungsöffnung 8 entweichen kann. Der Kolben 2 bewegt sich in die Einschaltstellung. Inzwischen ist Luft durch die Bohrungen 12 hinter den Kolben 10 gedrungen, so daß ein Druckausgleich zwischen den beiden Zylinderräumen erzielt ist. Infolge der Feder wirkung öffnet das Ventil 9, unabhängig von der Dauer der anstehenden Druckluft, wieder, so daß der Zylinderraum nunmehr sofort entlüftet und eine unmittelbar folgende Schaltbewegung ermöglicht wird. Zweckmäßiger Weise wird zur Herabsetzung der auftretenden Stoßbeanspruchung der Antriebskolben selbst federnd ausgebildet. ■ Der Antrieb nach Fig. 1 kann auch in der Weise geändert werden, daß zwei Ventile am Zylinder angeordnet sind, von denen das eine von der Einschaltluft, das andere von der Ausschaltluft betätigt wird, wie dies Fig. 2 zeigt. Ein zweites Entlüftungsventil kann erforderlich werden, wenn ein zu weites Zurückfedern des Antriebskolbens vermieden werden soll. In Fig. 2 bezeichnet 1 wieder den Antriebszylinder mit dem Antriebskolben 2 und dem Schaltstift 3; 6 ist das zentral angeordnete Einlaßventil für die Ausschaltluft. Am Zylinder sind ein Entlüftungsventil 13 für die Einschaltluft und ein. Entlüftungsventil 14 für die Ausschaltluft angebracht. Jedes dieser Ventile enthält einen Kolben 15 bzw. 16., der sich bei Beaufschlagung mit Druckluft von außen gegen eine Kante anlegt und hierbei den Entlüftungskanal 17 abdichtet. ■ Bei einer Einschaltung wird Druckluft durch die Eintrittsöffnung 18 zugeführt. Der Kolben 2 bewegt sich in Richtung der Einschaltstellung. Gleichzeitig wird das Entlüftungsventil 13 geschlossen. Das Entlüftungsventil 14 hingegen wird nach Überlaufen des ίο Entlüftungskanals 17 durch die im Zylinder befindliche Einschaltluft sofort geöffnet. Da der Kolben 15 des Ventils 13 als Differentialkolben ausgebildet ist, so bewirkt die vom Zylinder her anstehende Druckluft auch die Öffnung des Ventils 13, so daß der Zylinderraum entlüftet wird. Die eingeleitete Schaltbewegung wird jedoch von dieser Entlüftung nicht beeinträchtigt, da in dem Antriebskolben genug kinetische Energie aufgespeichert ist und außerdem noch ein Restdruck innerhalb des Zylinderraumes vorhanden ist. Bei einer Ausschaltung strömt Druckluft über : das zentrale Ventil 6 in den Zylinderraum und gleichzeitig über die öffnung 19 in das Ventil 14, so daß dieses geschlossen wird. Nach Überlaufen des Kanals 17 gelangt auch Druckluft auf die andere Seite des Kolbens 16. Dieser Kolben braucht nicht als Differentialkolben ausgebildet zu sein, da bei einer Aus-Ein-Schaltung eine größere Pausenzeit zugelassen werden kann. Das Ventil 14 wird also nach Absteuerung der Druckluft durch die im Zylinder anstehende Druckluft geöffnet, so daß, da das Ventil 13 noch vom Einschaltvorgang her geöffnet ist, auch diese Seite des Antriebs entlüftet wird. „. Patentansprüche:

1. Pneumatischer, vorzugsweise beidseitig beaufschlagbarer Antrieb für elektrische Schalter mit Entlüftungsvorrichtungen für schnell aufeinanderfolgende Schaltungen, z. B. für Kurzunterbrechung, bei dem die Entlüftungsvorrichtungen so gesteuert sind, daß der mit der Antriebsluft gefüllte Zylinderraum während der Schaltbewegung zunächst verschlossen ist, aber bereits vor· Beginn des folgenden Schaltvorganges entlüftet ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Zylinderwand verbundene, pneumatisch betätigte Entlüftungsvorrichtungen vorgesehen sind, die unabhängig von der Stellung des Antriebskolbens kurz vor oder bei Beendigung des Schaltvorgangs wirksam werden.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Entlüftungsventile, die mit einem Druckausgleich zwischen den durch einen Kolben getrennten Zylinderräumen arbeiten, vorgesehen sind.

3. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung des Druckausgleichs im Kolben Bohrungen vorgesehen sind.

4. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung des Druckausgleichs der Ventilzylinder Überströmkanäle besitzt.

5. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gewinnung einer Rückstellkraft der Ventilkolben als Differentialkolben ausgebildet ist.

6. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zunächst mit der Antriebsluft verbundene Zylinderraum von den Zuleitungen für die Antriebsluft bei einer einstellbaren _ Druck-

differenz zwischen diesen beiden Räumen abgetrennt wird.

7. Antrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Antriebszylinder ein unter Federdruck stehendes, zentral angeordnetes Element (6) vorgesehen ist, das zweckmäßig gleichzeitig als Führung für den Schaltstift dient.

8. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung einer Stoßbeanspruchung
bildet ist.

der Antriebskolben federnd ausge-

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 751 183.

In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1 015 517.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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