DE2532601A1

DE2532601A1 - Druckgasschalter

Info

Publication number: DE2532601A1
Application number: DE19752532601
Authority: DE
Inventors: Richard Thaler
Original assignee: Sprecher und Schuh AG
Current assignee: Rockwell Automation Switzerland GmbH
Priority date: 1974-08-14
Filing date: 1975-07-21
Publication date: 1976-02-26
Also published as: ATA429075A; SE394159B; AT338370B; ES436729A1; US4011421A; SE7501136L; CH570694A5

Description

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SPRECHER & SCHUH AG, Aarau

Druckgasschalter

Die Erfindung betrifft einen Druckgasschalter mit zwei in und ausser Eingriff bringbaren Kontaktstücken, mit einem Antrieb und mit einer aus Kolben und Zylinder bestehenden, durch axe Schaltbewegung betätigbaren Pumpvorrichtung, die bei Ausschaltbewegungen aus dem Pumpraum Löschmittel durch eine für die Aufnahme des zwischen den sich trennenden Kontaktstücken entstehenden Schaltlichtbogens ausgebildete Düse in einem Ausblasraum fördert, wobei der Kolben aus mehreren die dem Pumpraum zugekehrte Kolbenfläche teilenden, zueinander relativ verschiebbaren, ineinander gasdicht geführten Abschnitten besteht, wovon der eine mit dem Antrieb kraftschlüssig verbunden ist.

Ein Druckgasschalter der eingangs erwähnten Art ist aus der CH-PS 524 886 bekannt. Bei dieser Ausführung ist der mit dem Antrieb kraftschlüssig verbundene Kolben-Abschnitt von einem ringförmigen Hilfskolben umgeben, dem ein Energiespeicher derart zugeordnet ist, dass während der Ausschaltbewegung der Hilfskolben unter der Wirkung des Energiespeichers einen Vorkompressionshub ausführt, hingegen die Aufladung des Energiespeichers bei der Einschaltbewegung durch formschlüssige Mitnahme durch den mit dem Antrieb kraftschlüssig verbundenen Kolben-Abschnitt erfolgt. Der ringförmige Hilfskolben ist bei dieser Anordnung nur vor der

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Kontakttrennung wirksam und bleibt nachher stehen. Um relativ kleine Ströme bei relativ grossen Löschdistanzen auch löschen zu können und die zur Löschung erforderlichen Druckdifferenz zwischen Pumpraum und Ausblasraura zu erhalten, muss die weiterbewegte Kolbenfläche ausreichend gross sein. Diese für die Abschaltung kleiner Ströme notwendige, relativ grosse Kolbenfläche erfordert bei der Abschaltung relativ grosser Ströme eine zu grosse Antriebskraft, v/eil die Düse bei diesen grossen Strömen durch den in ihr brennenden und einen relativ grossen Durchmesser aufweisenden Lichtbogen verstopft ist und nur eine sehr geringe Gasdurchströmung erlaubt. Infolge der verstopften Düse steigt dann der Druck im Pumpraum, wodurch die erwähnte erforderliche Antriebskraft steigt. Wenn in diesen Fällen die erforderliche Antriebskraft nicht zur Verfügung steht, wird der mit dem Antrieb kraftschlüssig verbundene Kolben-Abschnitt und somit auch das damit verbundene Kontaktstück zurück, also in Einschaltrichtung bewegt. Die Ausschaltbewegung wird somit verlangsamt. Bei dieser Bewegung strömen ausserdem heisse Gase aus der Düse in den Pumpraum zurück, wodurch die Gasdichte im Pumpraum abnimmt. Wenn im Pumpraum das Löschgas eine kleinere Dichte auf v/eist, werden die Löscheigenschaften des Druckgasschalters ungünstig beeinflusst. Dieser Druckgasschalter kann nur mit einem relativ grossen und wirtschaftlich nachteiligen Antrieb betriebssicher betätigt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung anzugeben die sowohl die Abschaltung von kleinen wie auch von grossen Strömen bei relativ kleiner Antriebskraft ermöglicht.

Die gestellte Aufgabe ist dadurch gelöst, dass zwischen dem einen mit dem Antrieb kraftschlüssig verbundenen Abschnitt und einem zweiten Abschnitt, sov/ie zwischen diesem zweiten Abschnitt und dem Pumpzylinder je eine lösbare Kupplungsvorrichtung angeordnet ist, die beim Ausschalten den zweiten Abschnitt vom Druckunterschied zwischen dem Pumpraum und dem Ausblasraum abhängig wahl-

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v/eise, entweder mit dem einen Abschnitt unterhalb einer vorgewählten Ueberdruckgrenze im Pumpraum,, oder mit den Pumpzylinder bei überhalb der vorgewählten Grenze liegenden Druckwerten kraftschlüssig verbindet.

Die Lösung der Verbindung zwischen dem einen Abschnitt und dei.t zweiten Abschnitt und die Herstellung der Verbindung zwischen dem zweiten Abschnitt und dem Pumpzylinder kann druckabhängig entv/eder an einer bestimmten oder an beliebiger Stelle im Pumpzylinder erfolgen.

Der Kolben Kann einen dritten bei über die vorgewählte Ueberdruckgrenze liegenden Druckwerten im Pumpraum die Kupplungsvorrichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt lösenden und zwischen dem zweiten Abschnitt und dem Pumpzylinder in Eingriff bringenden Abschnitt auf v/eisen. Der dritte Abschnitt kann ein federgespannter Druckmesskolben sein. Die Kupplungsvorrichtung kann eine Kugelsperre oder eine Reibungsbremse sein.

Im folgenden wird anhand der beiliegenden Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt eines Druckgasschalters,

Fig. 2, 3 und 4 Schnittzeichnungen von verschiedenen Pumpvorrichtungen .

Der in Fig. 1 im Schnitt dargestellte Druckgasschalter ist in einem geschlossenen und mit einem elektronegativen Gas, z.B. Schwefelhexafluorid gefüllten aus Metall bestehenden Gehäuse 1 untergebracht. Die Betätigung des Druckgasschalters erfolgt über das Gestänge 2. Die Antriebsvorrichtung und die Ankoppe-

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lung der Antriebsvorrichtung an das Gestänge 2 ist in Fig. 1 nicht dargestellt. Jede geeignete bekannte Vorrichtung kann hierfür verwendet v/erden. Das Antriebsgestänge 2 ist mit dem Querstück 3 abgeschlossen. An der Mitte des Querstückes 3 ist das Betätigungsgestänge 4 des Kolbens 5 angelenkt.. Der Kolben 5 ist im Pumpzylinder 6 geführt und dient als Pumpvorrichtung des Druckgasschalters. Der Kolben 5 kann auch ein Rückschlagventil zur Erleichterung des Saugvorganges der Pumpvorrichtung enthalten. Das eine Kontaktstück 7 ist mit dem Pumpzylinder 6 fest verbunden. Die Stromzuführung zum Kontaktstück 7 erfolgt durch die Wandung des Pumpzylinders 6.

Das zweite Kontaktstück 8 wird über das Isoliergestänge 9 und Querstück 10 durch die Schaltbewegung des Gestänges 2 betätigt und in und ausser Eingriff mit dem einen Kontaktstück 7 gebracht. Das eine Kontaktstück 7 ist in der Blasdüse 11 angeordnet und wird bei Ausschaltbewegungen vom Löschgas aus der Pumpvorrichtung umströmt.

Die Kontaktstücke 7 und 8 sind durch einen aus einem Zylinder und Gleitkontakten bestehenden Paralleltrenner überbrückt. Die Kontakte des Paralleltrenners trennen sich bei Ausschaltbewegungen vor den Kontaktstücken 7 und 8 und schliessen sich bei Einschaltbewegungen nach den Kontaktstücken 7 und 8. Der Paralleltrenner ist für die Führung des Betriebsstromes ausgebildet. Die Kontaktstücke 7 und 8 werden nur zum Ein- und Ausschalten von Strömen verwendet. Der Zylinder 12 des Paralleltrenners ist an das Betätigungsgestänge 13 des Kontaktstückes 8 elektrisch leitend befestigt. Ueber diesen Zylinder 12 und die Gleitkontakte 14 wird der Strom vom Kontaktstück 8 zur Anschlussteile 15 des Druckgasschalters geführt.

Der Kolben 5 besteht aus zwei die dem Pumpraum zugekehrte Kolbenfläche teilenden, zueinander relativ verschiebbaren ineinander gasdicht geführten Abschnitten 16, 17. In Fig. 2 ist der Kolben 5

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in einem anderen Masstab als in Fig. 1, im Schnitt dargestellt. In der linken Bildhälfte der Figuren ist der Kolben 5 bei eingeschaltetem und in der rechten Bildhälfte bei ausgeschaltetem Druckgasschalter gezeichnet. Der eine Abschnitt 17 ist ir.it de:a Antrieb über einen durch das Loch 18 geführten nicht dargestellten Bolzen kraftschlüssig verbunden. Bei Ausschaltbewegungen wird der in Fig. 2 links dargestellte eine Abschnitt 17 des Kolbens zusammen mit dem zweiten Kolbenschnitt 16 aufwärts bewegt. Bei kleineren Ausschaltströmen, bei denen der Ueberdruck im Pumpraum einen bestimmten Wert nicht überschreitet, bleiben die beiden Abschnitte 16 und 17 zusammen bis zur Ausschaltstellung, die in der Fig. 1 in der rechten Bildhälfte dargestellt ist. Zwischen dem einen Abschnitt 17 und dem zweiten Abschnitt 16 ist eine lösbare Kupplungsvorrichtung angeordnet, von der ein Ausführungsbeispiel in Fig. 2 dargestellt ist. Sie besteht aus mehreren am Umfang des einen Kolbenabschnitts angeordneten Kugeln 19, die mittels Feder 20 und Stössel 21 in die mit einer Schrägfläche auslaufende Nut 22 des einen Kolben-Abschnittes 17 gedrückt sind. Die Feder 20 ist an einem Gewindering 23 abgestützt. Wenn der Druck im Pumpraum einen bestimmten Wert erreicht, werden durch die Schrägfläche der Nut 22 die Kugeln 19 gegen den federbelasteten Stössel 21 aus der Nut 22 herausgedrückt und die Verbindung zwischen dem einen und dem zweiten Kolbenabschnitt 17, 17 gelöst. Wenn der Stössel 21 durch die Kugel 19 in Richtung des Pumpzylinders 6 verschoben wird, wird der zwischen dem Stössel 21 und Pumpzylinder 6 angeordnete Bremsring gegen den Pumpzylinder 6 gedrückt und blockiert den zweiten Kolbenabschnitt 16 im Pumpzylinder, wie in Fig. 2 rechts dargestellt ist. Der eine Kolbenabschnitt 17 setzt die Pumpbewegung bis zur Endstellung fort.

Bei einer Einschaltbewegung aus der in Fig. 2 rechts dargestellten Lage der Kolbenabschnitte 16, 17 wird zuerst der eine Kolbenabschnitt 17 durch den Antrieb zurückgezogen. Sobald die Nut 22 vor der Kugel 19 erscheint, wird die Kugel 19 durch den feder-

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belasteten Stössel 21 in die Nut. 22 gedrückt, wodurch die beiden Kolbenabschnitte 16, 17 miteinander gekuppelt werden. Um den mit dem Brernsring 24 im Purnpzylinder 6 festgehaltene zweite Kolbenabschnitt 16 sicher mitnehmen zu können, sind am Umfang des zweiten Kolbenabschnittes 16 mehrere Mitnehmerbügel 25 montiert.

In Fig. 3 ist eine der in Fig. 2 dargestellten ähnliche Anordnung der Pumpvorrichtung aufgezeichnet. Die entsprechenden Bezugszahlen wurden auch aus der Fig. 2 übernommen. Bei dieser Anordnung kann die zwischen dem einen und dem zweiten Kolbenabschnitt 17, 16 eingebaute Kupplungsvorrichtung bei über eine Grenze liegenden Ueberdrücken im Pumpzylinder 6 nur dann gelöst v/erden, wenn der Stössel 21 in die im Pumpzylinder angebrachten Nut 26 gestossen werden kann. Es können mehrere Nuten 26 im Pumpzylinder 6 hintereinander angebracht werden. Bei dieser Anordnung kann der zweite Kolbenabschnitt 16 nur an den durch die Nuten 26 bestimmten Stellen im Pumpzylinder festgehalten werden.

Der in Fig. 4 dargestellte Kolben weist drei Abschnitte auf. Der eine Abschnitt 27 ist mit dem nicht dargestellten Antrieb kraftschlüssig gekoppelt. Der zweite Abschnitt 28 ist mit einem für den einen Abschnitt 27 als Zylinder dienenden Kragen 29 versehen und wird entweder am einen Abschnitt 27 mittels Kugeln 30 oder am Pumpzylinder 6 mittels Schieber 31, Kugel 32 und Bremsring 33 gekoppelt. Der dritte Abschnitt 34 ist ein federgespannter Druckmesskolben. Wenn der Druck im Pumpzylinder 6 einen über eine vorgewählte Grenze liegenden Wert erreicht, wird der Druckraesskolben 34 gegen die Kraft der Feder 35 zurückgedrückt, wodurch die Kupplung zwischen dem einen und dem zweiten Abschnitt 27, 28 gelöst wird, weil die Kugeln30 gegen Innen geschoben v/erden. Der Weg ist somit für den Schieber 31 auch frei. Der Schieber 31 wird mit Hilfe des Wulstes 36 und der federbelasteten Kugel 37 vom einen Abschnitt 27 etwas mitgenommen, wodurch der Bremsring 33 über die Kugel 32 gespannt wird. Beim Zurückziehen des Kolbens

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wird die Brerr.se gelöst und eier zweite Abschnitt 28 mit Hilfe der Mitnehrnerbiigel 38 und des Schiebers 31 durch den einen Abschnitt 27 mitgenommen. Wenn bei Ausschaltbev/egungen der Druck im Pumpzylinder die eingestellte Grenze nicht überschreitet, werden der eine und der zweite Abschnitt 27, 28 zusammen vorwärts geschoben, Der Kragen 29 wird in diesem Falle in die Düse, in einen für diesen Zv/eck ausgesparten Raum geschoben.

Besonderer Vorteil der Erfindung ist, dass sowohl bei der Unterbrechung von relativ kleinen als auch bei der Unterbrechung von den grössten für den Druckgasschalter zugelassenen Strömen eine ausr^ir^pn^p Beblasung des Lichtbogens bei relativ kleiner Antriebsenergie möglich ist.

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Claims

- 8 Patentansprüche:

( 1. !Druckgasschalter mit zwei in und außer Eingriff bringbaren Kontaktstücken, mit einem Antrieb und mit einer aus Kolben und Zylinder bestehenden, durch die Schaltbewegung betätigbaren Pumpvorrichtung, die bei Ausschaltbewegungen aus-dem Pumpraum Löschmittel durch eine für die Aufnahme des zwischen den sich trennenden Kontaktstücken entstehenden Schaltlichtbogens ausgebildete Düse in einen Ausblasraum fördert, wobei der Kolben aus mehreren die dem Pumpraum zugekehrte Kolbenfläche teilenden, zueinander relativ verschiebbaren, ineinander gasdicht geführten Abschnitten besteht, wovon der eine mit dem Antrieb kraftschlüssig verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem einen mit dem Antrieb kraftschlüssig verbundenen Abschnitt (17, 27) und einem zweiten Abschnitt (16, 28) sowie zwischen diesem zweiten Abschnitt (16, 28) und dem Pumpzylinder (6) je eine lösbare Kupplungsvorrichtung (19, 20, 21, 24, 26, 30, 32, 33) angeordnet ist, die beim Ausschalten den zweiten Abschnitt (16, 28) vom Druckunterschied zwischen dem Pumpraum und dem Ausblasraum abhängig, wahlweise entweder mit dem einen Abschnitt (17, 27) unterhalb einer vorgewählten überdruckgrenze im Pumpraum oder mit dem Pumpzylinder (6) bei überhalb der vorgewählten Grenze liegenden Druckwerten kraftschlüsäg verbindet.
2. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung der Verbindung zwischen dem einen Abschnitt (17) und dem zweiten Abschnitt (16) und die Herstellung der Verbindung zwischen dem zweiten Abschnitt (16) und dem Pumpzylinder

(6) druckabhängig an einer bestimmten Stelle'(26) im Pumpedinder (6) erfolgt.
3. Druckgasschalter nach Anspruh 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung der Verbindung zwischen dem einen Abschnitt (17,27) und dem zweiten Abschnitt (16, 28) und die Herstellung der Verbindung zwischen dem zweiten Abschnitt (16, 28) und dein Pumpzylinder (6) druckabhängig an beliebiger Stelle des Pumpzylinders

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4. Druckgasschalter nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (5) einen dritten bei über die vorgewählte überdruckgrenze liegenden Druckwerten im Pumpraum die Kupplungsvorricntung zwischen dem ersten und dem zweiten ■"•bschnitt (27, 28) lösenden und zwischen dem zweiten Abschnitt (28) und dem Pumpzylinder (6) in Eingriff bringenden Abschnitt (34) aufweist.
5. Druckgasschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Abscnnitt (34) ein federgespannter Druckmesskolben ist.
6. Druckgasschalter nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die eine Kupplungsvorrichtung eine Kugelsperre ist.
7. Druckgasschalter nach den Ansprüchen 1 bis o, dadurcn gekennzeichnet, daß mindestens die eine Kupplungsvorrichtung eine Reibungsbremse ist.

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