DE1159541B

DE1159541B - Hydraulically operated electrical multiple switchgear

Info

Publication number: DE1159541B
Application number: DEL26013A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Otto Grebe
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1956-03-10
Filing date: 1956-10-18
Publication date: 1963-12-19
Also published as: FR1170283A; CH353348A; CH387140A; DE1037554B; CH361853A; GB838971A; CH352668A; GB896238A; FR76800E; DE1148626B

Description

Das Hauptpatent bezieht sich auf eine hydraulisch betätigte elektrische Mehrfach-Schalteinrichtung mit einer Mehrzahl von Starkstromkontakten zur Herstellung verschiedener Schaltungen, beispielsweise beim Anlassen und Bremsen von Bahnmotoren, Kranmotoren u. dgl.The main patent relates to a hydraulically operated electrical multiple switchgear with a plurality of heavy current contacts for making various circuits, for example when starting and braking rail engines, crane engines, etc.

Grundsätzlich werden zum Anlassen, Reversieren und Abbremsen der jeweils vorgesehenen Elektromotoren Nockenschalter der üblichen Bauform verwendet, die aber nicht wie bisher mittels einer Nockenwalze von Hand oder elektromagnetisch, sondern elektrohydraulisch betätigt werden. Die Schalteinrichtung gemäß dem Hauptpatent ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung jedes einzelnen Starkstromkontaktes bzw. jeder einzelnen gleichzeitig zu betätigenden Starkstrornkontaktgruppe ein besonderer hydraulischer Kolben, dessen Zylinderblock mit der zum Kolben gehörigen Steuereinrichtung und dem ihr zugeordneten Elektromagnet eine gleichbleibende Baueinheit bildet, und auf die Starkstromkontaktanordnung einwirkende Gegenfeder vorgesehen ist, die sowohl den Kolben zurückdrückt als auch den Starkstromkontakt öffnet, und daß der hydraulische Druck durch eine allen Baueinheiten gemeinsame, dauernd durchlaufende Pumpe, die ein kleiner Elektromotor antreibt, über eine gemeinsame Druckleitung geliefert wird und Pumpe, Druckleitung sowie alle hydraulischen Betätigungseinheiten in einem dichten Gehäuse untergebracht sind. Die Kolbenbewegung wird dadurch ausgelöst, daß Drucköl in den Zylinder einströmt, und dieser Vorgang wird von einem kleinen elektromagnetisch betätigten Steuerkolben bewirkt. Zur Bewegung des leichten Steuerkolbens wird daher ein nur kleiner Elektromagnet benötigt, der außerdem selbst unter öl angeordnet sein kann, so daß er elektrisch hoch belastbar ist. Die einzelnen, den verschiedenen Nockenschaltern zugeordneten Elektromagnete werden nach dem Vorschlag des Hauptpatentes in der jeweils vorgeschriebenen Schaltfolge durch Betätigung einer kleinen Meisterwalze erregt und zum Ansprechen gebracht.Basically, the electric motors provided are used for starting, reversing and braking Cam switches of the usual design are used, but not, as before, by means of a cam roller manually or electromagnetically, but electro-hydraulically. The switching device according to the main patent is characterized in that for actuation of each individual Heavy current contact or each individual heavy current contact group to be actuated at the same time a special one hydraulic piston, its cylinder block with the control device belonging to the piston and the their associated electromagnet forms a constant structural unit, and on the high-voltage contact arrangement acting counter spring is provided, which pushes back both the piston and the Power contact opens, and that the hydraulic pressure is generated by a common to all structural units, Continuously running pump, which is driven by a small electric motor, via a common pressure line is supplied and pump, pressure line and all hydraulic actuation units in one sealed Housing are housed. The piston movement is triggered by the fact that pressurized oil enters the cylinder flows in, and this process is effected by a small electromagnetically actuated control piston. To move the light control piston, therefore, only a small electromagnet is required, which also can even be arranged under oil, so that it can withstand high electrical loads. The individual, the different Cam switches associated electromagnets are based on the proposal of the main patent energized in the prescribed switching sequence by actuating a small master cylinder and made to respond.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Weiterbildung dieser Schalteinrichtung. Gemäß der Erfindung ist zur Betätigung mehrerer Steuereinrichtungen ein einziger Elektromagnet vorgesehen.The invention relates to a further development of this switching device. According to the invention is a single electromagnet is provided for actuating several control devices.

Zur Einhaltung einer bestimmten Schaltreihenfolge wird nur ein erster, von mehreren zur Betätigung von Schaltkontakten bzw. -elementen dienender Stößel bzw. Schalter betätigt, und bei Erreichen einer bestimmten Stellung werden Kanäle freigegeben, die das hydraulische Druckmittel zu den weiteren Stößeln leiten.In order to maintain a certain switching sequence, only one of several is required to operate Switch contacts or elements serving plunger or switch actuated, and when a certain one is reached Position channels are released, which the hydraulic pressure medium to the other tappets conduct.

Hydraulisch betätigte elektrische
Mehrfach-SchalteinrichtungHydraulically operated electric
Multiple switching device

Zusatz zum Patent 1 037 554Addendum to patent 1,037,554

Anmelder:Applicant:

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

Dr.-Ing. Otto Grebe, Frankfurt/M.,
ist als Erfinder genannt wordenDr.-Ing. Otto Grebe, Frankfurt / M.,
has been named as the inventor

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar läßtIn the drawing, exemplary embodiments of the invention are shown, namely leaves

Fig. 1 in schematischer Zeichnung eine willkürlich gewählte Abhängigkeit verschiedener Nockenschalter bzw. Stößel erkennen;1 shows a schematic drawing of an arbitrarily selected dependency of various cam switches or recognize plunger;

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch einen Teil der Schalteinrichtung, undFig. 2 shows a section through part of the switching device, and

Fig. 3 gibt eine perspektivische Ansicht der Schalteinrichtung, die ihre bausteinmäßige Zusammensetzung erkennen läßt.Fig. 3 gives a perspective view of the switching device, its modular composition reveals.

In Fig. 1 sind schematisch mehrere Öldruckkolben 21 bis 32 durch Kreise angedeutet. Jeder dieser Öldruckkolben besitzt einen Stößel, der, wie schon im Hauptpatent angegeben, zur Verstellung des Kontaktelementes eines zugeordneten Nockenschalters dient. Die Nockenschalter selbst sind nicht dargestellt. Die einzelnen zu einer Steuerung gehörenden Nockenschalter müssen notwendigerweise bei einem normalen Anlaß- oder Bremsvorgang in bestimmter Reihenfolge betätigt werden. So z. B. wird bei Lokomotiven oder Triebwagen häufig eine Reihenparallelschaltung in jeweils mehreren Stufen für die Fahrmotoren angewandt, wobei unter Umständen auch noch eine Feldschwächung in mehreren Stufen vorgesehen sein kann. Die Schaltung auf den einzelnen Stufen wird durch die erwähnten Nockenschalter vorgenommen. Sinngemäß muß auch eine entsprechende Schaltreihenfolge beim Bremsen eingehalten werden. Ähnliche Bedingungen bestehen natürlich auch bei industriellen Antrieben, Hebezeugen, Walzenstraßen u.dgl. Erfindungsgemäß istIn Fig. 1, a plurality of oil pressure pistons 21 to 32 are indicated schematically by circles. Each of these oil pistons has a plunger which, as already stated in the main patent, is used to adjust the contact element an assigned cam switch is used. The cam switches themselves are not shown. the individual cam switches belonging to a control must necessarily be used in a normal Starting or braking can be actuated in a specific sequence. So z. B. is used in locomotives or railcars often have a series connection in several stages for the traction motors applied, whereby a field weakening in several stages may also be provided can be. The switching on the individual stages is done by the mentioned cam switches performed. Correspondingly, a corresponding switching sequence must also be observed when braking will. There are of course similar conditions for industrial drives, hoists, Rolling mills and the like are according to the invention

309 769/390309 769/390

zur Durchführung eines solchen Schaltvorganges nur ein einziger Elektromagnet 11 vorhanden, der dem gleichbezeichneten Elektromagnet im Hauptpatent entspricht. Wird dieser Elektromagnet durch ein Kommando erregt und zum Ansprechen gebracht, so wird der Zufluß von Drucköl zu dem Kolben 21 freigegeben. Dieser Kolben bzw. Stößel bewegt sich wie im Hauptpatent angegeben, und sobald er im Verlauf seiner Bewegung eine- bestimmte Stellung, vorzugsweise die Endstellung, erreicht hat, gibt er selbst weitere Kanäle frei, so daß das Drucköl jetzt beispielsweise den Öldruckkolben 22, 27 und 28 gleichzeitig zugeführt wird. Je nach der Art des betreffenden Schaltvorgangs kann nun eine weitere Abhängigkeit vorhanden sein, etwa derart, daß der Öldruckkolben 22, sobald er in.eine bestimmte Stellung gelangt ist, weitere Kanäle freigibt, die ihrerseits den Zufluß von Drucköl zu den Kolben 29 und 30 freigeben. Auf die beschriebene Weise können weitere Abhängigkeiten für die zu betätigenden Nockenschalter hergestellt werden, und insgesamt ergibt sich daraus, daß die einzelnen Nockenschalter in der vorgesehenen Reihenfolge ansprechen, um beispielsweise die Reihenparallelschaltung von Fahrmotoren einer Lokomotive durchzuführen. Bei dieser Anordnung ist somit nur ein einziger Elektromagnet 11 notwendig, um den gewünschten Schaltvorgaag innerhalb der Schalteinrichtung automatisch ablaufen zu lassen.to carry out such a switching process only a single electromagnet 11 available, the corresponds to the same named electromagnet in the main patent. Is this electromagnet by a Excited command and made to respond, the flow of pressurized oil to the piston 21 is released. This piston or plunger moves as indicated in the main patent, and as soon as it is in the course its movement a certain position, preferably has reached the end position, he himself releases further channels, so that the pressure oil now, for example the oil pressure pistons 22, 27 and 28 is supplied at the same time. Depending on the nature of the matter Switching operation can now be a further dependency, for example such that the oil pressure piston 22, as soon as it has reached a certain position, releases further channels, which in turn release the Release the flow of pressurized oil to pistons 29 and 30. Further dependencies for the cam switches to be actuated can be set in the manner described are produced, and overall it follows that the individual cam switches in the intended Address the order, for example, the parallel connection of traction motors in series Perform locomotive. With this arrangement, only a single electromagnet 11 is necessary, in order to automatically run the desired switching process within the switching device permit.

Die Fig. 2 zeigt schematisch einen Vorschlag für die konstruktive Ausbildung der Schalteinrichtung. Es sind der Einfachheit halber nur zwei Stößel bzw. Kolben 21, 22 gezeichnet. Im übrigen sind die Konstruktionselemente, soweit sie mit denen des Hauptpatentes übereinstimmen, gleichbezeichnet, und zwar der Einströmkanal 107, die Ringkammer 108, der Kanal 109 und der Steuerraum 110. In dem Steuerraum 110 befinden sich ein Steuerschieber 111, der mit dem Magnetkern 112 des Magneten 11 verbunden ist. Der Steuerraum wird durch einen mit dem Steuerschieber 111 verbundenen Absohlußkolben 113 abgeschlossen. Das Relais 11 besitzt eine Abschlußplatte bzw. ein Widerlager 114. Zwischen diesem Widerlager und dem Magnetkern 112 befindet sich rechts. Somit bewegt sich auch der Steuerschieber 111 nach rechts und gibt den Eintritt von Drucköl aus dem Steuerraum 110 unter den Stößel 21 frei. Der Stößel 21 bewegt sich daraufhin nach oben und schaltet die nicht gezeichneten Kontaktelemente des Nockenschalters oder Schützes direkt oder über ein Gestänge ein. Ist die Einschaltung vollzogen, so erreicht gleichzeitig der Stößel 21 eine solche Lage, daß seine Steuerkante A sich oberhalb des Kanals 126 befindet. Mündet dieser Kanal, durch den gleichfalls Drucköl zugeführt wird, jetzt in den Raum 129 und von hier durch weitere Kanäle, z. B. durch die Kanäle 130, 131, unter den Stößel 22, der somit gleichfalls angehoben wird und seinen nicht dargestellten Nockenschalter betätigt.Fig. 2 shows schematically a proposal for the structural design of the switching device. For the sake of simplicity, only two tappets or pistons 21, 22 are shown. Otherwise, the construction elements, insofar as they match those of the main patent, are designated the same, namely the inflow channel 107, the annular chamber 108, the channel 109 and the control chamber 110. In the control chamber 110 there is a control slide 111, which is connected to the magnetic core 112 of the Magnet 11 is connected. The control chamber is closed off by a discharge piston 113 connected to the control slide 111. The relay 11 has an end plate or an abutment 114. Between this abutment and the magnetic core 112 is located on the right. The control slide 111 thus also moves to the right and enables the entry of pressurized oil from the control chamber 110 under the tappet 21. The plunger 21 then moves upwards and switches on the contact elements (not shown) of the cam switch or contactor directly or via a linkage. Once the switch-on has been completed, the plunger 21 simultaneously reaches a position such that its control edge A is located above the channel 126. This channel, through which pressure oil is also supplied, now flows into space 129 and from here through further channels, e.g. B. through the channels 130, 131, under the plunger 22, which is thus also raised and operates its cam switch, not shown.

Durch die Aufwärtsbewegung des Stößels 21 wurde durch seine Steuerkante A auch der Eintritt des Drucköls vom Kanal 126 in den Kanal 128 freigegeben. Wenn, wie vorhin beschrieben wurde, der Stößel 22 seine Aufwärtsbewegung vollendet hat, dann gibt seine Steuerkante A den Kanal 128 frei und ermöglicht dadurch den Eintritt von Drucköl in den Raum 134, von wo es weiteren Stößeln innerhalb der Schalteinrichtung zugeführt werden kann.As a result of the upward movement of the plunger 21, the entry of the pressurized oil from the channel 126 into the channel 128 was also released through its control edge A. When, as described above, the plunger 22 has completed its upward movement, then its control edge A releases the channel 128 and thereby enables the entry of pressurized oil into the space 134, from where it can be supplied to further plungers within the switching device.

Die Hülse 127 kann, wie schon erwähnt, gleichzeitig als Bolzen zum Zusammenschalten der Platten 120 bis 124 dienen. Dasselbe gilt für die Hülsen, die allen anderen Stößeln der Schalteinrichtung zugeordnet sind. Diese Hülsen müssen sorgfältig abgedichtet sein, um Verluste an Drucköl zu vermeiden. Die dem Stößel 22 zugeordnete Hülse ist zweckmäßig mit einem eingeschraubten Gegenstück 132 versehen, um einmal diese Hülse in ihrer Höhenlage zu justieren und ferner um die Auswechslung der ganzen Hülse zu erleichtern. Im übrigen ist ein Ausströmkanal 133 für das Drucköl vorgesehen, der von dem Augenblick der Betätigung des Stößels 21 an verschlossen ist, solange der Magnet 11 erregt ist, d. h., bis der gesamte Schaltvorgang durchgeführt ist.As already mentioned, the sleeve 127 can also act as a bolt for interconnecting the plates 120 to 124 serve. The same applies to the sleeves that are assigned to all the other plungers of the switching device are. These sleeves must be carefully sealed to avoid loss of pressure oil. The dem The sleeve associated with the plunger 22 is expediently provided with a screwed-in counterpart 132 in order to once to adjust this sleeve in its height position and also to replace the whole sleeve facilitate. In addition, an outflow channel 133 is provided for the pressure oil from the moment of Actuation of the plunger 21 is closed as long as the magnet 11 is energized, d. i.e. until the entire Switching process is carried out.

Die Fig. 3 zeigt schematisch den Zusammenbau der Schalteinrichtung aus den Platten 120 bis 124, die flach übereinandergeschichtet werden. An der Oberseite der Platte 120 sind einige Öffnungen 21 bis 24 und 27 bis 30 gezeichnet, in die die erwähnten HülsenFig. 3 shows schematically the assembly of the switching device from the plates 120 to 124, the be layered flat on top of each other. At the top of the plate 120 are some openings 21-24 and 27 to 30 drawn, in which the aforementioned sleeves

eine Feder 115, die den Steuerkolben 111 in die ge- 45 bzw. Stößel eingesetzt werden. Zur Herstellung der zeichnete Stellung zurückzudrücken sucht. gewünschten Abhängigkeit bzw. Schaltreihenfolge sinda spring 115, which the control piston 111 is inserted into the 45 or tappet. To manufacture the seeks to push back the drawn position. desired dependency or switching sequence

Im übrigen ist die Schalteinrichtung aus einzelnen in die einzelnen Platten Kanäle eingefräst, von denen flach übereinandergelegten Platten 120 bis 124 auf- einige gestrichelt angedeutet sind.In addition, the switching device is milled from individual channels in the individual plates, of which Plates 120 to 124 placed flat on top of one another - some are indicated by dashed lines.

gebaut, die durch nicht dargestellte Bolzen zusammengehalten werden, und zwar so, daß keine Verluste an Drucköl auftreten. In den einzelnen Platten sind Kanäle vorgesehen, und zwar zumeist an der Oberfläche der Platten vertieft eingefräst. Auf diese Weise werden besondere Rohrleitungen für die Führung des Drucköls vermieden. Die Einarbeitung dieser Kanäle, und zwar beispielsweise 107 und 126, kann mittels eines Fingerfräsers erfolgen. Andere Kanäle dagegen, z. B. 125, sind quer durch die Platten gebohrt.built, which are held together by bolts, not shown, in such a way that no losses Pressure oil occur. Channels are provided in the individual plates, mostly on the surface the plates are recessed. In this way, special pipelines for the guidance of the Pressure oil avoided. The incorporation of these channels, for example 107 and 126, can be carried out by means of an end mill. Other channels, however, z. B. 125, are drilled across the plates.

Der Stößel 21 hat die gezeichnete Form und weist über seine ganze Länge einen abgestuften Querschnitt auf. Der Stößel 21 bewegt sich in einer zylindrischen Hülse 127 und ist mit dieser Hülse als Ganzes auswechselbar. Gegebenenfalls kann die Hülse 127 auch zum Zusammenhalt der einzelnen Platten herangezogen werden.The plunger 21 has the shape shown and has a stepped cross section over its entire length on. The plunger 21 moves in a cylindrical sleeve 127 and is with this sleeve as Whole interchangeable. If necessary, the sleeve 127 can also be used to hold the individual together Plates are used.

Wird der Magnet 11, wie an Hand der Fig. 1 beschrieben wurde, erregt, dann zieht er den Magnetkern 112 entgegen der Wirkung der Feder 115 nachIf the magnet 11, as described with reference to FIG. 1, is excited, then it pulls the magnetic core 112 against the action of the spring 115 after

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Hydraulically operated electrical multiple switchgear with a plurality of power contacts for the production of various circuits, for example when starting and braking rail motors, crane motors and the like, whereby to actuate each individual high-voltage contact or each individual to be actuated at the same time Heavy current contact group a special hydraulic piston, its cylinder block with the control device belonging to the piston and the electromagnet assigned to it forms a constant structural unit, and a counter-spring acting on the high-voltage contact arrangement is provided that both pushes back the piston and opens the high-voltage contact, and wherein the hydraulic pressure is continuously flowing through a pressure common to all structural units Pump that connects a small electric motor

drives, is supplied via a common pressure line and the pump, pressure line and all hydraulic actuating units are housed in a sealed housing, according to patent 1 037 554, characterized in that a single electromagnet is used to actuate several control devices.

2. Switching device according to claim 1, characterized in that to maintain a desired Switching sequence only a first of several for actuating switching contacts or -elements serving plunger or switch is actuated and when a certain one is reached Position releases channels that direct the hydraulic pressure medium to the other tappets.

3. Switching device according to claim 1 and 2, characterized in that the other Plungers are connected to one another by channels in such a way that a certain dependency with regard to their switching sequence.

4. Switching device according to claim 1 to 3, characterized in that it consists of stacked one on top of the other Plates is assembled in building blocks, in whose surfaces the channels for the hydraulic pressure medium are milled.

5. Switching device according to claims 1 to 4, characterized in that the plates through the sleeves containing the plunger can be connected to one another in a pressure-tight manner.

6. Switching device according to claims 1 to 5, characterized in that an air chamber in the feed line to a tappet ensures a time delay and thus a non-hydraulic one Timing element is avoided.

1 sheet of drawings