DE2503910B2

DE2503910B2 - Autopneumatischer Druckgasschalter

Info

Publication number: DE2503910B2
Application number: DE2503910A
Authority: DE
Inventors: Karl Dr.-Ing. 3500 Kassel Kriechbaum
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1975-01-31
Filing date: 1975-01-31
Publication date: 1980-03-20
Also published as: FR2299715B1; GB1538344A; SE410918B; US4053727A; SE7600239L; CH595692A5; DE2503910C3; FR2299715A1; DE2503910A1; IT1055017B

Description

Die Erfindung bezieh i sich auf einen auiopneuniu tischen Druckgasschalter mit einem hohlen beweglichen und einem hohlen festen Leistungskontaktstück, mit einer einen Kompressionskolben und einen Kompressionszylinder aufweisenden, von dem Antrieb des Druckgasschalters direkt betätigten Pr.mpeinrichtung, die während des Adsschaltvorganges des Druckgasschalters komprimiertes Löschgas für die Beblasungdes Lichtbogens in einer mit dem feststehenden Teil der Pumpeinrichtung »"irbundenen Blasdüse liefert und bei dem ein Antriebsilbertragungselement für das bewegliche Leistungskontaktstück mit dem Antrieb des Druckgasschalters über eine Langloch-Totgangverbindung verbunden ist, und bei dem das bewegliche Leistungskontaktstück von einer Druckfeder umgeben ist, von der sich ein Ende an diesem Leistungskontaktstück abstützt.

Ein derartiger Druckgasschalter ist durch die F)E-OS 17 65 381 bekanntgeworden.

Bei diesem bekannten Schalter ist der bewegliche Teil der Pumpeinrichtung, der Kompiessionszylinder. der mittels eines Bolzens an der AntricbssU'nge des Druckgasschalters angclenkt ist, mit einem zylindrischen Fortsatz des beweglichen Leistungskonlaklstücks über eine Langloch-Totgangverbindung verbunden, wobei sich zwei Langlöchcr in dem zylindrischen Fortsatz an gegenüberliegenden Seiten befinden und den Bolzen aufnehmen. Das bewegliche Leistungskontaktstück ist dabei bis in seinen zylindrischen Forlsatz hinein mit einer Druckfeder umgeben, die sich konUiktsciiig am Leistungskontaktsliick und am anderen Ende am Komprcssionszylindcr abstützt; sie ist daher in der Einschaltstellung gespannt und entspannt sich bei der Bewegung des Komprcssionszylindcrs und dient zur Erhöhung des Kontaktdruckes in der Finschaltstellung. Bei der Ausschaltbewcgung ist bis /u dem Zeitpunkt, an dem der Bolzen am F.ndc der Langlöchcr auftrifft, die Blasdüse verschlossen, weil sich bis zu diesem Zeitpunkt das bewegliche Leistungskontaktstück nicht bewegt. Das Löschgas erfährt daher eine Vorkompression. Bis zu diesem Zeitpunkt entspannt sich bereits die Druckfeder; danach bleibt ihre Lage konstant, weil der Bolzen nunmehr neben dem Kompressionszylinder auch das bewegliche Leislungskontaktstück im gleichen Maße mitnimmt. Dabei wird die Kontaktstücktrennung bewirkt. Die Geschwindigkeit der KontaktstUcklrennung wird dabei praktisch

allein von der Geschwindigkeit der Antriebsbewegung bestimmt, abgesehen von dem Impuls, den das bewegliche Leistungskontaktstück beim Auftreffen des Bolzens am Ende der Langlöcher erfährt. Die Feder vermag daher keine zusätzliche Beschleunigung des beweglichen Leistungskontaktstücks zu bewirken, weil sie bereits die entspannteste Lage einnimmt, bevor die Bewegung des beweglichen Leistungskontaktstücks beginnt.

Dadurch ist bd dem bekannten Druckgasschalter die Lichtbogenzeit mit allen daraus resultierenden Konsequenzen (z. B. Verschmutzung) relativ lang, weil der Höhe der Geschwindigkeit des Schalterantriebes Grenzen gesetzt sind. Außerdem geht zuviel Löschgas bereits in einer Phase der Kontaktstücktrennung verloren, in der die Leistungskontaktstücke noch nicht den günstigsten Löschabstand haben. Die Ausschaltleistung ist damit begrenzt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einem Druckgasschalter der eingangs bezeichneten Art, diesen so auszubilden, daß neben der Vorkompression auch eine sehr schneiie Kontaktstücktrennung bei hohen Strömen möglich ist.

Die Lösung die^ser Aufgabe gelingt gemäß der Erfindung dadurch, daß eine vom auszuschaltenden Strom ab Überschreitung eines bestimmten Wertes desselben einscrwlt^are Verklinkungseinrichtung für das bewegliche Leistungskontaktstück vorgesehen ist, die dieses Leistungskontaktstück in der Einschaltstellung verriegelt, daß das entgegen der Ausschaltrichtung weisende Ende der Druckfeder an einem des beweglichen Leistungskontaktstücks umschließenden, axial verschiebbare Schiebeglied anliegt, das ein Teil des Antriebsübcrtragungselementes bildet und das ein Entriegelungsglied aufweist, das wegabhängig während des Ausschaltvorganges die Verklinkungseinrichtung des beweglichen Leistungskontaktslückes löst.

Bei dem Druckgasschalter nach der Erfindung ist im verklinkten Zustand, d. h. wenn hohe Ströme geschaltet werden, die Geschwindigkeit des beweglichen Schaltstiftes bei der Kontakttrennung unabhängig von der Geschwindigkeit der Relativbewegung in der Pumpeinrichtung und wird praktisch allein von der Masse des beweglichen Leistungskontaktstücks und dem Maße der Anspannung der Druckfeder bestimmt. Sie kann daher erheblich größer als im Vergleich zur Geschwindigkeit der Relativoewegung in der Pumpeinrichtung gemacht werden. Die Kontaktstücktrennzeit und damit die l.ichtbogcn/cit ist damit sehr klein. Das Löschgas, das über die Vorkompression während der Bewegung entlang der Langlöchcr hinaus beim Spannen der Druckfeder durch das Schiebeglied noch weiter komprimiert wird, bebläst den Lichtbogen dabei optimal, da kein Gas in einer Phase verloren geht, in der noch kein genügender Kontaktstückabstand vorhanden ist.

Der Druckgasschalter nach der Erfindung besii/t daher eine vergleichsweise hohe Ausschaltlcisiung.

Anhand eim;* in der Zeichnung dargestellten Ausführu'igsbeirpielcs wird die Erfindung näher erläutert.

In der einzigen Figur der Zeichnung ist schematisch im Schnitt ein Pol eines autopneumatischen Druckgasschalters in der Einschaltstellung gezeigt. Zur Vereinfachung sind das gasdichte äußere Gehäuse des Schalterpoles sowie die Polsäule und der Antrieb nicht dargestellt. Gehäuse und Polsäule sind mit dem Löschgas unter einem Dr..,ck von ca. 3 at gefüllt.

Der dargestellte Schalterpol hat die äußeren Stromanschlüsse 40, 41, die mit dem hohlen, festen Leistungskontaktstück 10 bzw. dem hohlen, beweglichen Leistungskontaktstück 11 elektrisch verbunden ist.

Die Verbindung des Stromanschlusses 41 mit dem beweglichen Leistungskontaktstück 11 erfolgt dabei über einen im Innern des Kontaktstückes angeordneten Riiigkontaktstück 20. Die Leistungskontaktstücke 10 und 11 bilden dabei den Leistungspfad. Es ist weiterhin

in eine Pumpeinrichtung vorgesehen, die aus einem feststehenden Kompressionszylinder 1 und einem beweglichen Kompressionszylinder 6 besteht, der von dem nicht dargestellten Antrieb des Druckgasschalters direkt über eine Stange 38 betätigt wird; diese

r· Pumpeinrichtung liefert während des Ausschaltvorganges des Druckgasschalters komprimiertes Löschgas für die Beblasung des Lichtbogens in einer mit dem feststehenden Kompressionszylinde/ 1 verbundenen Blasdüse 5. Die öffnung der Blasdüse ist in der

-¹U Einschaltstörung durch das bewegliche Leistungskontaktstück 11 verschlossen.

Es isi weiterhin cmc vüivi äuszuschaiicnden Strom ab Überschreitung eines vorbestimmten Wertes desselben, einschaltbare Verklinkungseinnchtung 17, 18 für das

Ji bewegliche Leistungskontaktstück 11 vorgesehen, die dieses ! eistungskontaktstück in der Einschaitstellung verriegelt. Diese Verklinkungseinrichtung wird später noch näher erläutert werden. Das bewegliche Leistungskontaktstück 11 ist über ein Antriebsübertragungsele-

)(i ment mit dem Antrieb des Druckgasschalter über eine Langloch-Totgangverbindung verbunden. Ein Teil dieses ^ntriebsübertragungselementes wird durch ein das bewegliche Leistungskontaktstück 11 umschließendes, axial verschiebbares Schiebeglied 39 gebildet, das ein

r. Entriegelungsglied 42 aufweist, das wegabhängig während des Ausschaltvorganges die Verkiinkungseinrichtung 17,18 des beweglichen Leistungskontaktstücks 11 löst.

Es ist dabei eine Druckfeder 12 vorgesehen, von der

in sich ein Ende an dem Element 18 der Verklinkungseinrichtung abstützt und von der das entgegen der Aus chaltrichtung weisende Ende an dem Schiebeglied 39 anliegt, so daß beim axialen Verschieben des Schiebegliedes 39 in Ausschaltrichuing dieses die

i) Druckfeder 12 spannt, die beim Lösen der Verklinkungseinrichtung für eine schnelle Bewegung des beweglichen Leistungskontaktstückes in Ausschaltrichtung sorgt.

Das Schiebeglied besitzt eine das bewegliche

">(i Leistungskontaktstück 11 konzentrisch umgebende Scheibe 39 mit einem sich am Rand der Scheibe senkrecht zu ihrer Ebene sich erstreckenden ringförmigen ("or'isatz 3. Dieser ringförmige Fortsat/ 3 bildet eine bewegliche Kontaktbrücke im Hauptstrompfad, der zu

)") dem aus den Leistungskontakt.aücken 10 und 11 gebildeten Stromphd parallel geschaltet 1st und die feststehenden Hauptstromkontaktstückc 1 und 2 aufweist. Die durch den ringförmigen Fortsatz 3 gebildete bewegliche Kontaktbrücke trennt während der Aus-

hi) schaltbewegung de.i Hauptstrompfad auf, bevor das an der Scheibe 39 angebrachte Entriegelungsglied 42 die Verklinkungseinrichtung 17, 18 des Leistungskontaktstückes Il löst.

Das Antriebsübertragungselemcnt weist antriebssei-

'■ > tig ein koaxial zu den Leistungskontaktstücken angeordnetes honlzylindnsches Teil 4 auf, der aus Isolierstoff besteht, das den gleichen Durchmesser wie der ringförmige Fortsatz 3 des Schiebegliedes besitzt und

mil diesem slirnseitig verbunden ist. Dies hohlzylindrische Teil 4 ist antriebsseilig mit einem parallel zur Längsachse des Druckgasschalters verschiebbaren Schlitten 9 verbunden, dem sich die Langloch-Totgangverbindung mit dem Antrieb des Druckgasschalters befindet. Diese Langloch-Totgangverbindung weist dabei einen Bolzen 34 auf, an dem die nicht dargestellte Antriebsslange des Schallerantriebes angelenkt ist. Dieser Bolzen 34 ist in dem Langloch des Schlittens 9 gelagert, welcher auf einem Lager 36 verschiebbar ist. Über die bereits erwähnte Druckstange 38 ist der Bolzen 34 direkt mit dem Kompressionskolben 6 verbünden. Der Schlitten 9. der erst dann bewegt wird, wenn der Bolzen 34 auf die rechte Seite des Langlochcs trifft, ist mit dem hohlzylindrischen Teil 4 fest verbunden.

Die Verklinkungseinrichtung besitzt einen an einem festen Teil 2 des Druckgasschalters gehaltenen.

^e^ciUii'ftri ucSScm LdftgünCiiSC rndin! bcWCgiiCnCPi Verriegelungsstift 17. der in eine Ringnut eines am beweglichen Leistungskontaktstück fest angebrachten Kreisringes 18 in der Verriegelungsstellung eingreift. Dieser Kreisring 18 dient gleichzeitig als Widerlager für die bereits erwähnte Druckfeder 12. Der Verriegelungsstift 17 weist eine parallel zur Längsachse des Druckgasschalter verlaufende Bohrung 31 auf. Das am Schiebeglied 39 angebrachte Entriegelungselement ist ein sich parallel zur Längsachse des Druckgasschalters sich erstreckender Entriegelungsstift 42. der am freien Ende eine zur Längsachse des Druckgasschalters hin abgeschrägte Spitze hat. Die jeweiligen Abstände von der Längsachse des Druckgasschalters zu der Bohrung 31 und des Entricgelungsstiftes 42 sind so bemessen, daß der Entriegelungsstift 42 in die Bohrung 31 des Entricgelungsstiftes nur unter dessen Verschiebung in seine Entriegelungsstellung eintreten kann.

Der dargestellte Druckgasschalter arbeitet v/ie folgt: In der Einschaltstellung sei das bewegliche Leistungskontaktstück 11 verriegelt. Bei Überschreitung eines vorgesehenen Wertes des Kur/schlußstromes wird gleichzeitig mit der Auslösung des Schalterantriebes ein Magnetanker 15 des Verriegelungsstiftes 10 von einem Magnetring 14 gegen die Kraft einer Feder angezogen. Dadurch tritt das untere Ende des Verriegelungsstiftes 17 in die Ringnut des Kreisringes 18 ein und verriegelt das bewegliche Leistungskontaktstück 11 in der Einschaltstellung. Das Magnetsystem 14, 15 mit dem Verriegelungsstift 17 ist dabei so ausgelegt, daß dieser infolge seiner Trägheit in der unteren Lage verharrt.

Bei Betätigung des Antriebes in der Ausschaltrichtung wird der Kompressionskolben 6 über die Druckstange 38 zunächst allein nach rechts bewegt. Dadurch kommt es zur Verdichtung des zwischen Kompressionszylinder 1 und dem festen Leistungskontaktstück 10 angeschlossenen Druckgases. Durch das in der Bohrung der feststehenden Blasdüse 5. die aus einem Isolierstoff besteht dicht anliegende bewegliche Leistungskontaktstück wird dabei ein vorzeitiges Entweichen des Druckgases verhindert. Es tritt somit eine Vorkompression des Löschgases auf. Sobald der Bolzen

34 am rechten Ende des Langloches auftritt, wird der Langlochschlitten 9 mitgenommen. Der dabei entstehende Stoß wird durch eine nicht gezeichnete Dämpfungseinrichtung aufgenommen. Die Bewegung des Langlochschlittens wird durch den an ihm befestigten lsolierstoffj:ylinder 4 auf das Schiebeglied 39 übertragen, wodurch die Hauptstromtrennung am Hauptstromkontaktstüok 32 erfolgt; die Kontaktstelle 33 bilde! dabei einen sogenannten Schleifkontakt. Durch die Bewegung des Schiebegliedes wird die Druckfeder 12 gespannt. Erst w.;nn der an der Scheibe des Schiebegliedes angebrachte Entricgelungsstift 42 in die entsprechende Bohrung 31 im Verriegelungsstift 17 eindringt und diesen arthebt, wird die Verriegelung des beweglichen Leistungskontaktstückes 11 aufgehoben. Dieses Lcistungskontalusiück wird dann mit sehr hoher Beschleunigung durch die Druckfeder nach rechts in Ausschaltrichtung bewegt und der bei der Kontakt· äitiCikircnnüng cniSicMcikie Scli.iiiln-Iiiiiugcii wiiii um eil das hoch komprimierte Löschgas optimal beblascn.

Ist der Ausschaltstrcm so klein, daß die Verklinkung nicht aktiviert wird, dann wird durch das Schiebeglied über die vorgespannte Druckfeder 12 das bewegliche Leistungskontaktstück Il mit der Bewegung des Schiebegliedes nach rechts bewegt. Da die Kontaktstücküberdeckung des Leistungskontaktstücks 30 größer ist als die des Hauptstromkontaktstücks 32 für den Hau ,tstrompfad. trennt das Leistungskontaktstück. wie üblicherweise erforderlich, erst nach dem Hauptstromkontaktstück 32. Zu diesem Zeitpunkt ist das im Kompressionszvlinder 1 komprimierte Löschgas bis auf ein sehr kleines Restvolumen komprimiert. Der zwischen den Leistungskontaktstücken 10 und Il entstehende Lichtbogen wird intensiv beblasen, wobei das Löschgas durch die hohlen Leistungskontaktstücke 10 und 11 abströmt.

Die Einschaltung des Druckgasschalters erfolgt in umgekehrter Weise wie die Ausschaltung. Durch die Rückwärtsbewegung des Komprcssionskolbens 6 füllt sich der Kompressionszylinder mit Druckgas. Die Füllung kann durch in e'en Kompressionskolben 6 oder die Isolierstoffdüse 5 eingebaute, nicht dargestellte Rückschlagventile unterstützt werden. Die Rückbewegung des Hauptstrom- und des Leistungskontaktstücks erfolgt nach teilweiser Füllung des Kompressionszvlinders 1. sobald der Bolzen 34 am linken Ende des Langlochschlittens auftrifft. Durch den mit dem Langlochschlitten 9 und der Kontaktbrücke 3 fest verbundene Isolierstoffzylinder 4 wird die Komaktbrükke 3 in die Einschaltstellung zurückgeführt. Das bewegliche Leistungskontaktstück 11 wird dt.ch den scheibenförmigen Teil 39 des Schiebegliedes, der auf den auf dem Kontaktstück 11 sitzenden Ring 13 auf triff t. in die Einschaltstellung zurückbewegL Dabei erfolgt die Berührung der Leistungskontaktstücke 10 und 11 vor dem Schließen des Hauptstromkontaktstücks 32.

Der Druckgasschalter nach der Erfindung besitzt eine hohe Ausschaltleistung, die sich aus der hohen Schaltstiftgeschwindigkeit bei hohen Strömen unter starker Vorkompression des Löschgases ergibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Autopneumatischer Druckgasschalter mit einem hohlen beweglichen und einem hohlen festen Leistungskontaktstück, mit einer einen Kompressionskolben und einen Kompressionszylinder aufweisenden, von dem Antrieb des Druckgasschalters direkt betätigten Pumpeinrichtung, die während des Ausschaltvorganges des Druckgasschalters komprimiertes Löschgas für die Beblasung des Lichtbogens in einer mit dem feststehenden Teil der Pumpeinrichtung verbundenen Blasdüse liefert und bei dem ein Antriebsübertragungselement für das bewegliche Leistungskontaktstück mit dem Antrieb des Druckgasschalters über eine Langloch-Totgang-Verbindung verbunden ist, und bei dem das bewegliche Leistungskontaktstück von einer Druckfeder umgeben ist, von der sich ein Ende an diesem Leistungskontaktstück abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß eine vom auszuschaltenden Strom abOoerschreitung eines bestimmten Wertes desselben criiischaiibare Verkiinkungseinrichtung (17, 18) für das bewegliche Leistungskontaktstück (11) vorgesehen ist, die dieses Leistungskontaktstück in der Einschaltstellung verriegelt, daß das entgegen der Ausschaltrichtung weisende Ende der Druckfeder (12) an einem das bewegliche Leistungskontaktstück umschließenden, axial verschiebbare Schiebeglied anliegt, das ein Teil des Antriebsübertragungseiementes bildet und das ein tntriegelungsglied (42) aufweist, das wegabhängig während des Ausschdltvorganges d' Verkiinkungseinrichtung (17, 18) des beweglichen Leistungskontaktstücks(l 1)löst.

2. Druckgasschalter nach Patentanspruch 1 mit einem zu dem aus den Leist."ngskontaktstückcn gebildeten Strompfad parallel geschalteten Hauptstrompfad, dadurch gekennzeichnet, daß das Schiebeglied eine das bewegliche Leistungskontaktstück (11) konzentrisch umgebende Scheibe (39) mit einem sich am Rande der Scheibe senkrecht zu ihrer Ebene sich erstreckenden ringförmigen Fortsatz (3) besitzt, der eine bewegliche Kontaktbrücke im Hauptstrompfad bildet, die während der Ausschaltbewcgung den Hauptstrompfad auftrennt, bevor das an der Scheibe (39) angebrachte Entriegelungsglied (42) die Verkiinkungseinrichtung (17, 18) des Lcistungskoniaklstücks(ll)löst.

3. Druckgasschalter nach Anspruch 2, dadurch gckcnn/eichnct, daß das Antriebsübertragungsclemcni antriebsscilig ein koaxial zu den Leistungskontaktstücken angeordnetes hohlzyiindrisches Teil (4) aufweist, das den gleichen Durchmesser wie der ringförmige Fortsatz (3) des Schiebegliedcs besitzt und mit diesem stirnseitig verbunden ist und daß das Teil (4) antricbsscitig mit einem parallel zur Längsachse des Druckgasschalters verschiebbaren Schlitten (9) verbunden ist, in dem sich die I.angloch-Totgangvcrbindung mit dem Antrieb des Druckgasschalter befindet.

4. Druckgasschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Vcrklinkungscinrichtung einen an einem festen Teil des Druckgasschalter* gehaltenen, gegenüber dessen Längsachse radial beweglichen Verriegelungsstift (17) besitzt, der in eine Ringnut eines am beweglichen Leistungskontaktstücks (11) fest angebrachten Kreisrings (18) in der Verriegelungsstellung eingreift und daß der Kreisring (18) gleichzeitig

als Widerlager für die Druckfeder (12) dient.

5, Druckgasschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungsstift (17) der Verkiinkungseinrichtung eine parallel zur Längsachse des Druckgasschalters verlaufende Bohrung (31) aufweist, daß das am Schiebeglied angebrachte Entriegelungselement ein sich parallel zur Längsachse des Druckgasschalters sich erstreckender Entriegelungsstift (42) mit einer am freien Ende zu der Längsachse des Druckgasschalters hin abgeschrägten Spitze ist und daß die jeweiligen Abstände von der Längsachse des Druckgasschalters zu der Bohrung (31) und des Entriegelungssliftes (42) so bemessen sind, daß der Entriegelungsstift (42) in die Bohrung (31) des Verriegelungsstiftes (17) nur unter dessen Verschiebung in seine Entriegelungsstellung eintreten kann.