-
Druckluftbetätigtes elektrisches Schütz, insbesondere für große Stromstärken
Es sind .druckluftbetätigte elektrische Schütze bekannt, bei denen der Druckluftantrieb
zugleich auch zur Erzeugung des Kontaktdruckes dient. Der Druckluftkolben betätigt
dabei unmittelbar die beweglichen Kontakte des Schützes. Bei der Einschaltung müssen
bei derartigen Schützen zunächst die beweglichen Kontaktteile bis zur Berührung
der Gegenkontakte von dem Antrieb bewegt werden, wozu - abgesehen von Reibungsverlusten
- nur eine geringe Kraft zur überwindung .des Gegendruckes der Ausschaltfeder benötigt
wird. Beginnend mit dem Augenblick der Kontaktberührung muß dagegen von dem Antrieb
der Kontaktdruck geliefert werden, der ein Mehrfaches der für die Bewegung der Kontakte
in die Kontaktberührungslage erforderlichen Kraft benötigt. Es ist nun erwünscht,
einen möglichst raschen Anstieg des Kontaktdruckes zu erzielen, da erfahrungsgemäß
ohne Druck aneinanderliegende Kontakte, insbesondere bei größeren Stromstärken;
zum Schweißen führen. Die Geschwindigkeit des Druckanstieges ist aber in erster
Linie von der Einströmgeschwindigkeit des Druckmittels in den : , Druckzylinder
abhängig. Sorgt man nun mit Rücksicht auf den erwünschten raschen Druckanstieg des
Kontaktdruckes für eine große Einströmgeschwindigkeit des Druckmittels in den Zylinder,
ergibt sich damit andererseits auch eine rasche Bewegung der beweglichen Kontakte
beim Einschaltvorgang, was wiederum zu Prellungen der Kontakte im Augenblick der
Kontaktberührung führt.
-
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei einem druckluftbetätigten
elektrischen Schütz mit von dem Druckluftantrieb selbst erzeugtem Kontaktdruck eine
rasche Erzeugung des Kontaktdruckes zu ermöglichen, ohne dabei eine Prellneigung
.der Kontakte in Kauf nehmen zu müssen.
-
Gemäß der Erfindung gelingt die Lösung dieser Aufgabe dadurch, daß
im oder kurz vor dem Augenblick der Kontaktberührung der Druckanstieg des Antriebsmittels
im Zylinderraum beschleunigt wird. In besonders vorteilhafter Weise kann dies dadurch
geschehen, daß in der Druckmittelleitung ein Ausströmventil vorgesehen wird, daß
bei oder kurz vor der Kontaktberührung geschlossen wird. Vor dem Auftreffen der
beweglichen Kontakte auf die festen Kontakte wird hierbei also ein Teil des Druckmittels
ins Freie gelassen, so daß nur ein Teil des Druckes für die Kolbenbewegung zur Verfügung
stelt. Bei Kontaktberührung bzw. nach erfolgter Schließung des Ventils wird dagegen
ein plötzlicher Anstieg des Druckes im Zylinderraum und damit des Kontaktdruckes
gewährleistet. Durch geeignete Wahl des Ausströmquerschnittes des Ventils kann dabei
der Betriebsdruck für .den Einschaltvorgang beliebig reduziert und somit jede gewünschte
Einschaltgeschwindigkeit der Kontakte erreicht werden, wobei das zügige Durchschalten
bis in die Endlage trotzdem gewährleistet ist. Durch geeignete Anordnung des Ausströmventils
und richtige Dimensionierung der Luftquerschnitte bis zum Kolben steht der gewünschte-
reduzierte Betriebsdruck sofort bei Abgabe des Einschaltkommandos am Kolben an,
so daß der Ansprechverzug des Kolbens gleich Null ist. Die Prelldauer der Kontakte
kann dabei auf ein Minimum reduziert werden, weil die noch zulässige Mindesteinschaltgeschwindigkeit
eingestellt werden kann, wodurch sich eine Erhöhung der Schweißgrenze und der Kontaktlebensdauer
ergibt. Gleichzeitig wird auch durch die klein gehaltene Einschaltgeschwindigkeit
eine Erhöhung der mechanischen Lebensdauer der gesamten Anordnung erzielt.
-
Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden, die
ein Ausführungsbeispiel eines derartigen druckluftbetätigten Schützes zeigt.
-
Mit 1 sind die feststehenden Kontakte bezeichnet, die durch eine Kontaktbrücke
2 überbrückt werden. Diese Kontaktbrücke ist an einem mit dem Anschlag 13 versehenen
Rohr um eine Zugstange 3 angeordnet, an deren Ende .die Traverse 4 befestigt ist,
auf die zwei Druckluftkolben 5 einwirken'. Erfindungsgemäß ist nun in dem einen
dieser Kolben ein Ausströmventil vorgesehen, das eine derartige Anordnung
zeigt,
daß es kurz vor dem Auftreffen der Schaltbrücke 2 auf die festen Kontakte 1 geschlossen
wird. Das Ventil besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer Bohrung
6 im Boden des Kolbens 5 und einem Ventilkegel 7, der auf einer im Boden des Zylindergehäuses
8 befestigten Spindel 9
unter Druck einer Feder 10 angeordnet
wird. Wird der Kolben 5 durch das Druckmittel in Einschaltrichtung des Schützes
bewegt, kann ein Teil des Druckmittels zunächst durch die am Boden des Kolbens vorgesehene
Öffnung 6 ins Freie entweichen. Kurz vor dem Auftreffen der Kontaktbrücke 2 auf
die feststehenden Kontakte 1 wird dann die öffnung 6 durch den Ventilkegel 7 verschlossen,
so daß nunmehr der volle Druck des Druckmittels auf den Kolben zur Einwirkung kommt.
Bei der Weiterbewegung des Kolbens bis zur völligen Kontaktberührung wird dann der
Ventilkegel ? von dem Kolben entgegen dem Druck der Feder 10 mitgenommen.
-
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist weiterhin zwischen der
Zugstange3 und der Kontaktbrücke 2 eine Druckfeder 12 vorgesehen, die beim Auftreffen
der Schaltbrücke 2 auf die festen Kontakte 1 weiter gespannt wird, um eine definierte
Kontaktkraft zu gewährleisten und ein Abheben der Kontakte bei einem eventuellen
geringfügigen Rücklauf des Kolbens bzw. des Schaltgestänges zu vermeiden. Um jedoch
im eingeschalteten Zustand die volle zur Verfügung stehende Kolbenkraft dem Kontaktdruck
zugute kommen zu lassen, ist der Federweg dieser Feder 12 durch einen Anschlag
13 begrenzt, so daß im eingeschalteten Zustand die gesamte Kolbenkraft, die
nur durch die Gegenkraft der Ausschaltfeder 14 vermindert wird, direkt auf die Kontakte
drückt. Dadurch ergibt sich eine erhöhte Kurzschlußfestigkeit des Schützes. Die
Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt;
so kann beispielsweise nach Bedarf in beiden Antriebszylindern ein Ausströmventil
gemäß der Erfindung vorgesehen werden. Es ist aber andererseits auch möglich, für
den Antrieb nur einen einzigen Kolben zu verwenden oder die Erfindung bei Schützen
mit Einfachunterbrechung der Kontakte anzuwenden.