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Druckluftantrieb für elektrische Schaltgeräte t
Die Erfindung
betrifft einen Druckluftantrieb für elektrische Schaltgeräte. Die Antriebe bestehen
bekanntlich aus einem Zylinder, in dem ein Kolben ,gleitet, der mit Druckluft beaufschlagt
werden kann. Die Bewegung des Kolbens wird über eine Kolbenstange, eine Zahnstange
od. dgl. auf die Betätigungseinrichtung des Schalters übertragen. Der Zylinder des
Druckluftantriebes ist im allgemeinen in einem Stück aus Grauguß gegossen. Für den
Kolben wird heutzutage meist Aluminium oder ein ähnliches 1-P,ichtm,etall verwendet.
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Obwohl derartige Antriebe nunmehr seit einigen Jahrzehnten verwendet
werden und in großer Zahl auch zufriedenstellend arbeiten, ist es bisher nicht gelungen,
einige in Einzelfällen Mm Betrieb der Druckluftantriebe auftretende Schwierigkeiten
zu überwinden. Diese treten vor allein bei Druckluftantrieben für die Schaltgeräte
auf, die schaltplanbedingt während eines Zeitraumes von Monaten oder Jahren nicht
betätigt werden. Wenn sich nämlich unter ungünstigen Umständen auf der Lauffläche
des Zylinders Rost bildet, so kann dies eventuell dazu führen, daß der Kolben bei
seiner Bewegung im Zylinder steckenbleibt. Da auch die Kontakte des Schalters in
diesem Fall in einer Zwischenstellung stehenbleiben, sind größere Schäden nicht
nur am Schaltgefät selbst, sondern auch an den zu schaltenden elektrischen Anlagen
unvermeidlich.
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Man hat bisher schon auf verschiedene Weise versucht, die Rostbildung
in Druckluftantrieben zu unterbinden. Die im Maschinenbau übliche Schmierung mit
ölen oder Fetten kann beim Zusammentreffen ungünstiger Umstände nicht ausreichen.
Man hat auch bereits versucht, den Zylinder mit Kunstharzdispersionen auszuspritzen,
um die Lauffläche gegen den Einfluß der Atmosphäre abzudichten. Derartige überzüge
werden aber beim Schalten abgerieben. Es ist auch nicht möglich, den Zylinder mit
den bekannten Kunststoffen auszukleiden, da diese Kunststoffeinlagen bei Temperaturen
unter 0' C so stark schrumpfen, daß der Kolben verklemmt. Wegen der Größe
der Antriebe ist es mit angemessenem Aufwand nicht möglich, die Zylinder aus einem
nichtrostenden Material, etwa aus Bronze, herzustellen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Schwierigkeiten
mit wirtschaftlich tragbaren Mitteln zu überwinden. Erfindungsgemäß kann dies dadurch
erreicht werden, daß das Innere des Zylinders als Korrosionsschutz wenigstens im
Bereich des Kolbenweges mit einer Schicht aus nichtrostendem Metall versehen ist.
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Es ist zwar an sich bekannt, als Korrosionsschutz metallische überzüge
aufzubringen. Dabei handelt es sich aber nicht um mechanisch beanspruchte Oberflächen.
Bei dem der Erfindung zugrunde liegenden Problem kommt es dagegen darauf an, daß
eine mechanisch, nämlich durch die Kolbenreibung beanspruchte und obendrein nur
schlecht zugängliche Innenfläche des Druckluftzylinders mit einem nichtrostenden
Überzug versehen wird. Besonders bewährt hat sich eine Schicht aus V2A-Stahl. Mit
einer derartigen Schicht versehene Druckluftantriebe mit Siluminkolben und Bronzekolbenringen
führten bei Versuchen 30 000 Schaltungen durch, ohne daß ein nennenswerter
Abrieb der Schicht festzustellen war oder nachgeschmiert werden mußte. Die gemäß
der Erfindung ausgespritzten Druckluftantriebe arbeiteten auch bei Versuchen unter
ungünstigen Temperaturbedingungen einwandfrei.
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Die Schicht aus nichtrostendem Stahl wird zweckmäßig im Metallspritzverfahren
aufgebracht. Dieses Verfahren ist an sich bekannt. Es kann für alle praktisch vorkommenden
Größen der Druckluftantriebe verwendet werden. Besonders vorteilhaft ist es, den
Zylinder zunächst mit einer Zwischenschicht aus Molybdän zu versehen, auf die der
nichtrostende Stahl aufgebracht ist. Man erhält dadurch bekanntlich eine besonders
gute Haftung der aufzubringenden Schicht.
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Im Gegensatz zu den bisher als Korrosionsschutz verwendeten Überzügen
mit Dicken von einigen Hundertsteln, im allgemeinen sogar nur einigen Tausendsteln
eines Millimeters beträgt gemäß der weiteren Erfindung die Dicke der Schicht mindestens
0,4 mm. Der Überzug ist dann genügend fest gegen mechanische Einwirkungen und Korrosion.
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Besonders zweckmäßig ist es, den Zylinder nach dem Aufbringen der
Schicht zu bearbeiten. Auch dies
steht im Gegensatz zu der bisher
üblichen Verwendung von metallischen Überzügen als Korrosions-, schutz. Man war
nämlich bisher der Ansicht, daß dadurch die Korrosionsfestigkeit der Schicht beeinträchtigt
würde,. Zuin Beispiel wurden sehr gute Ergebnisse mit Schichten erzielt, die zunächst
in einer Stärke von etwa 1::mm aufgebracht wurden und bei der anschließenden Bearbeitung
auf 0,5 mm abgearbeitet wurden. i ; 11
Ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist schematisch in den Fig. 1 und 2:dargestellt.
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In Fig. 1 ist mit 1 oln Druckluftantrieb für den Schaltei
2 bezeichnet. Dcr Schalter ist'als einfacher Messertrennschalter dargestellt, dessen
Messer 3 beim Drehen der Welle 4 im Uhrzeigersinn über den Hebel
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und die Schaltstange 6 geöffnet wird. Das Drehen der Welle 4 erfolgt
vom Druckluftantrieb-l. Dieser besteht aus zwei mit einem gemeinsamen Mittelteil
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verschraubten Zylindern 10 und 11, in denen die über die Kolbenstange
12 verbundenen Kolben 13 und 14 angeordnet sind. Zum Ausschalten wird die
Druckluft dem Kolben 13 bei 15 zugeführt, während *sie zum Einschalten
bei 16 zugeführt werden muß. Die Längsbewegung der Kolben wird über die an
der Kolbenstange vorgesehene Zahnstange 20 und das kitzel 21 in eine Drehbewegung
umgewandelt, die auf die WeHe 4 übertragen wird. Das Innere der Zylinder ist im
Bereich des strichpunktiert angedeuteten Kolbenweges mit einer Schicht aus nichtrostendem
Material versehen.
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Fig. 2 zeigt in einem Schnitt nach der Linie 11-II der Fig.
1 die Innenseite 25 des Zylinders 16 mit einer etwa 40 #t starken
Molybdänschicht 26, auf die eine Schicht 27 aus V 2 A-Stahl aufgespritzt
ist. Die Schichten sind im Ausführungsbeispiel stark vergrößert dargestellt. Die
gesamte Dicke d der beiden auf die Zylinderwand aufgespritzten Schichten
beträgt 0,5 mm. Durch diese Dicke, die ein Vielfaches der bisher üblichen
überzüge ist, wird mit Sicherheit erreicht, daß keine Poren mehr vorhanden sind,
die die Korrosionsfestigkeit der Schicht beeinträchtigen könnten. Außerdem ist die
Schicht in besonderem Maße mechanisch fest. Die nachträgliche Bearbeitung der aufgespritzten
Schicht kann mit den üblichen Werkzeugen erfolgen.