DE2943104C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für vorzugsweise für den Berg- und Tunnelbau vorgesehene Hoch- und Niederspannungsschalter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a device for preferably high-rise buildings intended for mining and tunneling Low voltage switch according to the preamble of Claim 1.
Die Erfindung geht von einem derartigen Schalter aus, der bekannt ist (DE-AS 12 29 625). Bei diesem Schalter ist das gesperreseitige Ende des Betätigungsgliedes in Vollmaterial ausgeführt. Deswegen ist der Schieber als Hülse ausgebildet. Das ganze ergibt ein Zielhülsen gesperre. Ein solches Zielhülsengesperre verlangt einen stationären Gehäuseeinbau. Dieser ist seinerseits als Schieber ausgeführt und auf einer Feder abgestützt. Dadurch wird der Gehäuseeinbau im Durchmesser erheblich vergrößert. Das ist für den Einsatz im Berg- und Tunnel bau nachteilig und kann den Schalter für diese Anwendung unbrauchbar machen.The invention is based on such a switch, which is known (DE-AS 12 29 625). With this switch is the locking end of the actuator made of solid material. That's why the slider designed as a sleeve. The whole thing results in a target pod locked. Such a target sleeve ratchet requires a stationary housing installation. This is in turn executed as a slide and supported on a spring. As a result, the housing installation is considerable in diameter enlarged. This is for use in mountain and tunnel disadvantageous construction and can be the switch for this application to make something useless.
In dem vorbekannten Schalter wird der Schieber des Zielhülsengesperres mit Druckluft angetrieben. Ein solcher Antrieb ist für Kurzschließer zu langsam, bei denen verhindert werden muß, daß zündfähige Gasgemische in den Wettern gezündet werden, wenn der Kurzschluß außerhalb des gesicherten Schiebergehäuses liegt.In the known switch, the slide of the Target sleeve locking mechanism powered by compressed air. A such drive is too slow for short-circuiters which must be prevented that ignitable gas mixtures be ignited in the bettors when the short circuit is outside the secured valve housing.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen schnell wirkenden Schalter der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, der bei kleinem Auslöseweg ohne Hebelmechanis mus mit geringen Eigenzeiten die Möglichkeit bietet, einen elektromotorischen Antrieb aus Vakuumschaltröhren zu verwenden.The invention is based, a quick task acting switch of the type mentioned create that with a small release path without lever mechanism mus with little idle time offers the possibility an electric motor drive from vacuum interrupters to use.
Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.The invention solves this problem with the features of Claim 1. Appropriate embodiments of the Invention are the subject of the dependent claims.
Gemäß der Erfindung wirkt das am gesperreseitigen Ende des Betätigungsgliedes vorgesehene Rohr mit dem eintau chenden Schieber derart zusammen, daß ein besonderer Gehäuseeinbau entfällt, wodurch einerseits ein für den Berg- und Tunnelbau geeigneter Schalter geschaffen wird und andererseits die Möglichkeit entsteht, zur Erzeugung der Triebkraft einen elektromotorischen Antrieb zu benutzen, welcher von Kondensatorbatterien gespeist wird. Dieser elektromotorischer Antrieb bewirkt schnelle Schließzeiten, die kürzer als die zur Zündung von Schlagwettergemischen erforderliche Brennzeit ist.According to the invention, this acts at the end on the locking side the actuator provided tube with the dew The slider together in such a way that a special Housing installation is omitted, which on the one hand for the Mining and tunneling suitable switches created becomes and on the other hand the possibility arises to Generation of the driving force of an electromotive Drive to use which of capacitor banks is fed. This electromotive drive causes fast closing times that are shorter than those for ignition firing time required by firedamp mixtures.
Daneben bietet die Erfindung die Möglichkeit, den Weg zu vergrößern, den das Betätigungsglied unter der Wirkung der Triebkraft durchläuft. Die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung eignet sich daher insbesondere für den Aufbau eines schnellen, dreiphasigen mechanischen Kurzschließers, wie er insbesondere zum Schutz elektrischer Anlagen des Berg- und Tunnelbaus verwendet wird. Bei Leerschaltversuchen konnten ohne Schwierigkeiten mechanischer Einschaltzeiten von 2 ms erreicht werden.In addition, the invention offers the possibility of the way to enlarge the actuator under the The effect of the driving force goes through. The invention Locking device is therefore particularly suitable for building a fast, three-phase mechanical short-circuiter, as he in particular for Protection of electrical systems in mining and tunneling is used. In the case of empty switching attempts, no Difficulty with mechanical switch-on times of 2 ms can be achieved.
Mit den Merkmalen des Patentanspruches 2 läßt sich die Triebkraft des Schiebers verstärken, weil der Sperr schieber dem Rohrboden anlegbar ist.With the features of claim 2, the Increase driving force of the slide because of the lock slide can be put on the tube sheet.
Die Ausführungsform der Erfindung nach dem Patentan spruch 3 hat den Vorteil, daß der Auslöseweg verhältnis mäßig klein ist, gegebenenfalls unter 1 mm liegen kann. Daher ist die Eigenzeit eines solchen Schalters sehr klein. Außerdem kann der Weg des unter der Triebkraft stehenden Schiebers bei entsprechender Ausführung des Gehäuses praktisch beliebig groß sein.The embodiment of the invention according to the patent saying 3 has the advantage that the trigger path ratio is moderately small, possibly less than 1 mm. Therefore, the inherent time of such a switch is very long small. It can also be the way of driving standing slide with appropriate execution of Housing can be practically any size.
Der Patentanspruch 4 betrifft eine andere Ausführungs form der Erfindung, welche Sperrkörper in Form von Kugeln verwendet. Diese verkleinern ebenfalls die mechanische Eigenzeit des Schalters. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, daß der Weg des unter der Antriebskraft stehenden Schiebers bei entsprechender Ausbildung des Gehäuses beliebig groß sein kann.Claim 4 relates to another embodiment form of the invention, which locking body in the form of Bullets used. These also reduce the mechanical intrinsic time of the switch. Another Advantage of this embodiment is that the Path of the slide under the driving force with appropriate training of the housing any can be great.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungs beispielen näher erläutert; es zeigt The invention is based on execution examples explained in more detail; it shows
Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform in verriegeltem Zustand; FIG. 1 shows the apparatus according to a first embodiment in a locked state;
Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 im entriegelten Zustand; FIG. 2 shows the device according to FIG. 1 in the unlocked state;
Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der Erfindung in der Fig. 1 entsprechender Darstellung; Fig. 3 shows a second embodiment of the invention in the representation corresponding to Fig. 1;
Fig. 4 die Ausführungsform nach Fig. 3 in der Fig. 2 entsprechenden Darstellung; FIG. 4 shows the embodiment according to FIG. 3 in the representation corresponding to FIG. 2;
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform der erfindungs gemäßen Vorrichtung mit abgeänderten Sperr körpern in den Fig. 1 und 3 entsprechender Darstellung; Fig. 5 shows another embodiment of the device according to the Invention with modified locking bodies in Figures 1 and 3 corresponding representation.
Fig. 6 die Ausführungsform nach Fig. 5 in den Fig. 2 und 4 entsprechender Darstellung; Fig. 6 shows the embodiment of Figure 5 in Figures 2 and 4 corresponding representation.
Fig. 7 eine andere Ausführungsform gemäß der Erfindung in den Fig. 1, 3 und 5 entsprechender Darstel lung; Fig. 7 shows another embodiment according to the invention in Figures 1, 3 and 5 corresponding presen- tation.
Fig. 8 den Gegenstand der Fig. 7 in den Fig. 2, 4 und 6 entsprechender Darstellung; ... 8 shows the subject of Figure 7 corresponding in Figures 2, 4 and 6 illustration;
Fig. 9 den Gegenstand der Fig. 3 zusammen mit einer Schalterkonstruktion. Fig. 9 shows the subject of Fig. 3 together with a switch construction.
Nach Fig. 1 steht ein Betätigungsglied 1 unter der Wirkung eine schematisch durch den Pfeil P 1 angedeuteten Antriebskraft und ist an seinem freien Ende rohrförmig ausgebildet. Dieser rohrförmige Teil ist in Achsrichtung geschlitzt, wodurch Zungen 3 entstehen, die an ihrem oberen Ende mit Verdickungen 4 versehen sind, welche Schrägflächen aufweisen, die sich gegen Schrägflächen 6 des Gehäuses 8 anlegen, dessen Innenflächen den Abmes sungen des Betätigungsgliedes 1 entsprechen. Dadurch kann das Betätigungsglied 1 in Richtung der Kraft P 1 durch diese nach unten verschoben werden. Diese Ver schiebebewegung wird mit einem Schieber 7 verhindert, der die Verdickungen 4 nach außen drückt, wodurch sich die Schrägflächen 5, 6 aufeinanderlegen. Der Schieber 7 wird von der Feder 9 nach unten gehalten. Die Abwärtsbe wegung begrenzt die Mutter 10 o. dgl., die sich gegen die obere Fläche eines den Schieber 8 überbrückenden Deckels anlegt. Wird auf das Gehäuse 8 eine Kraft in Richtung des Pfeiles P 2 aufgebracht, dann entfernt sich der Schieber 7 aus dem Bereich zwischen den Verdickun gen 4, wodurch unter der Wirkung der Kraft P 1 das Betätigungsglied 1 gemäß dem dargestellten Ausführungs beispiel nach unten bewegt wird. Dabei biegen sich die Zungen 3 einwärts und die Schrägflächen 5 lösen sich von den Schrägflächen 6. Es ist ersichtlich, daß eine solche Verriegelung einen verhältnismäßig kleinen Auslöseweg erfordert, der gegebenenfalls unter 1 mm liegen kann. Ein Hebelmechanismus ist nicht erforderlich. Die Eigenzeit dieser Vorrichtung ist deshalb sehr klein. Der Weg des unter der Antriebs kraft P 1 stehenden Betätigungsgliedes 1 ist bei ent sprechender Ausführung des Gehäuses 8 praktisch beliebig groß.According to Fig. 1, an actuator 1 is under the action of a driving force indicated schematically by the arrow P 1 and is tubular at its free end. This tubular part is slotted in the axial direction, resulting in tongues 3 , which are provided at their upper end with thickenings 4 , which have inclined surfaces that abut inclined surfaces 6 of the housing 8 , the inner surfaces of which correspond to the dimensions of the actuator 1 . As a result, the actuator 1 can be displaced downward in the direction of the force P 1 by this. This sliding movement is prevented by a slide 7 , which presses the thickenings 4 outwards, as a result of which the inclined surfaces 5, 6 lie one on top of the other. The slider 7 is held down by the spring 9 . The downward movement limits the nut 10 or the like, which bears against the upper surface of a cover bridging the slide 8 . If a force is applied to the housing 8 in the direction of the arrow P 2 , then the slide 7 moves away from the area between the thickenings 4 , whereby the actuator 1 according to the illustrated embodiment is moved downward, for example, under the action of the force P 1 . The tongues 3 bend inwards and the inclined surfaces 5 detach from the inclined surfaces 6 . It can be seen that such a lock requires a relatively small release path, which may be less than 1 mm. A lever mechanism is not required. The inherent time of this device is therefore very small. The path of the actuator 1 under the drive force P 1 is practically any size in ent speaking design of the housing 8 .
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 sind die Bezugszeichen der Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 um die Zifferzahl 20 erhöht. Dementsprechend ist das Betätigungsglied 1, welches unter der Wirkung der durch den Pfeil P 1 angeordneten Triebkraft steht mit 21 bezeichnet. Der rohrförmige Teil 22 weist die Zungen 23 auf. An den Verdickungen 24 sind die Schrägflächen 25 angebracht, welche sich auf die Schrägflächen 26 des Gehäuses 28 legen, in dessen Überbrückungsdeckel 31 der Schieber 27 geführt ist. Dieser ist im Ausführungs beispiel nach Fig. 3 ins Innere des rohrförmigen Teiles 22 zwischen die Zungen 23 gelegt, wobei die Feder 29 auf dem Überbrückungsdeckel 31 sitzt und sich auf einer unter die Mutter 30 eingesetzten Beilagscheibe 30 a abstützt. Der Bund 32 begrenzt die Aufwärtsbewegung.In the embodiment according to FIGS. 3 and 4, the reference numerals of the embodiments according to FIGS . 1 and 2 are increased by the number 20 . Accordingly, the actuator 1 , which is under the effect of the driving force arranged by the arrow P 1 , is designated by 21 . The tubular part 22 has the tongues 23 . On the thickened portions 24 , the inclined surfaces 25 are attached, which lie on the inclined surfaces 26 of the housing 28 , in the bridging cover 31 of which the slide 27 is guided. This is for example the execution of FIG. 3 down into the interior of the tubular member 22 between the tongues 23, wherein the spring 29 is seated on the lock cover 31 and is supported on an inserted under the nut 30 the washer 30 a. The collar 32 limits the upward movement.
In Fig. 4 ist erkennbar, daß bei Einwirkung der Kraft P 2, die nunmehr entgegengesetzt zur Richtung P 3 nach den Fig. 1 und 2 wirkt, die Feder 29 zusammengedrückt wird und sich der Bund 32 von der Unterseite des Überbrückungsdeckels entfernt, wobei der Schieber 27 zwischen die Zungen 23 gleitet und damit den Zungen die Möglichkeit gibt, sich mit ihren Schrägflächen 25 von den Schrägflächen 26 des Gehäuses 28 zu lösen.In Fig. 4 it can be seen that when the force P 2 , which now acts opposite to the direction P 3 according to FIGS. 1 and 2, the spring 29 is compressed and the collar 32 moves away from the underside of the bridging cover, the Slider 27 slides between the tongues 23 and thus gives the tongues the possibility of detaching with their inclined surfaces 25 from the inclined surfaces 26 of the housing 28 .
Mit dieser Ausführungsform liegt das Rohr 22 mit seinem unteren Ende auf das unter der Antriebskraft P 1 stehende Betätigungsglied 1 und erhöht damit die Beschleunigung des Betätigungsgliedes, wodurch die mechanische Eigenzeit der Vorrichtung weiter verkleinert wird.With this embodiment, the tube 22 lies with its lower end on the actuator 1, which is under the driving force P 1 , and thus increases the acceleration of the actuator, whereby the mechanical inherent time of the device is further reduced.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 5 und 6 ist der rohrförmige Teil 42 des Betätigungsgliedes 41 mit Durchbrüchen 53 versehen, in denen Kugeln 54 unterge bracht sind, die sich durch den verdickten Teil des Schiebers 47 nach außen gegen die Schrägflächen 46 des Gehäuses 48 drücken. Die weitere Aufwärtsbewegung des Schiebers 47 wird mit dem Bund 52 behindert, der sich von unten gegen den Überbrückungsdeckel 51 legt. Der Schieber 47 steht wie beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 unter der Wirkung einer Druckfeder 49, die sich zwischen dem Überbrückungsdeckel 51 und der sich gegen die Mutter 50 abstützenden Beilagscheibe 50 a erstreckt. In the embodiment according to FIGS. 5 and 6, the tubular part 42 of the actuator 41 is provided with openings 53 , in which balls 54 are placed, which are pressed outwards by the thickened part of the slide 47 against the inclined surfaces 46 of the housing 48 . The further upward movement of the slide 47 is hindered by the collar 52 , which lies against the bridging cover 51 from below. The slide 47 is, as in the embodiment of FIGS. 3 and 4, under the action of a compression spring 49 which extends between the bridging cover 51 and the washer 50 a which supports against the nut 50 .
Wird der Schieber 47 unter der Wirkung der Kraft P 2 nach unten gedrückt, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist, dann können die Kugeln 54 von den Schrägflächen 46 nach unten ausweichen, wobei auch hier die Antriebskraft P 2 hinsichtlich der mechanischen Eigenzeit der Vorrich tung unterstützend auf die Bewegung des Betätigungs gliedes 1 wirken.If the slide 47 is pressed down under the action of the force P 2 , as shown in FIG. 6, then the balls 54 can move downward from the inclined surfaces 46 , the driving force P 2 here also with regard to the mechanical proper time of the device tion support the movement of the actuator 1 .
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 7 und 8 ist das unter der Antriebskraft P 1 stehende Betätigungsglied 61 an seinem oberen Ende 62 rohrförmig ausgebildet und mit Durchbrüchen 73 versehen, in die Kugeln 64 eingesetzt sind. Die Kugeln stützen sich auf Schrägflä chen 66 am Gehäuse 68 und auf dem Schieber 67 ab (Fig. 7). Der Schieber 67 wird von der Feder 69 nach oben gegen einen Stößel 75 gedrückt, der im Überbrückungs deckel 71 geführt ist. Wird auf den Stößel 75 in Rich tung des Pfeiles P 2 eine Kraft ausgeübt, dann wird die Abstützung der Kugeln 64 aufgehoben und das Betätigungs glied 61 kann unter der Wirkung der Kraft P 1 nach unten gleiten, wobei die Abwärtsbewegung des Schiebers 67 diese Bewegung nach unten verstärkt und damit die Beschleunigung des Betätigungsggliedes 61 erhöht. Hiermit wird die mechanische Eigenzeit der Vorrichtung verklei nert. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform be steht darin, daß der Weg des unter der Antriebskraft P 1 stehenden Betätigungsgliedes 61 bei entsprechender Ausbildung des Gehäuses 68 beliebig groß sein kann. In the embodiment according to FIGS. 7 and 8, the actuator 61 , which is under the driving force P 1 , is tubular at its upper end 62 and provided with openings 73 , into which balls 64 are inserted. The balls are based on oblique surfaces 66 on the housing 68 and on the slide 67 ( FIG. 7). The slide 67 is pressed by the spring 69 upwards against a plunger 75 which is guided in the bridging cover 71 . If a force is exerted on the plunger 75 in the direction of the arrow P 2 , then the support of the balls 64 is released and the actuating member 61 can slide down under the action of the force P 1 , the downward movement of the slide 67 following this movement reinforced below and thus increases the acceleration of the actuator 61 . This reduces the mechanical proper time of the device. Another advantage of this embodiment is that the path of the actuator 61 under the driving force P 1 can be as large as desired with the appropriate design of the housing 68 .
Die beschriebene Vorrichtung kann bei den verschieden sten Ausführungsformen zylindrisch, aber auch prismatisch sein.The device described can be different in the Most embodiments are cylindrical, but also be prismatic.
Die in Fig. 9 wiedergegebene Vorrichtung hat eine oben angeordnete Montageplatte 80 mit einer Aussparung 81 für das Rohr 82, welches in einer Isolierstoffverbindung 82′ endet, die das Rohr 82 mit dem Schaft 83 eines oberen Schaltkontaktes 84 einer Vakuumschaltröhre 85 verbindet. Der Kontakt 84 wirkt mit einem unteren Schaltkontakt 95 zusammen, dessen Schaft bei 86 zu erkennen und in einer Montageplatte 87 mit einer Verschraubung 87′ gehalten ist. Der dem oberen Schaltkontakt zugeordnete Stromanschluß ist mit 88 bezeichnet und dient gemäß dem Ausführungsbeispiel als Widerlager für eine Druckfeder 89. Der untere Stromanschluß 90 sitzt dementsprechend auf dem Schaft 86 des unteren Schaltkontaktes 95. Die verschiedenen Montageplatten werden mit Hilfe mehrerer Distanzbolzen 91, 92 im Abstand voneinander gehalten.The device shown in Fig. 9 has an upper mounting plate 80 with a recess 81 for the tube 82 , which ends in an insulating compound 82 ' , which connects the tube 82 to the shaft 83 of an upper switching contact 84 of a vacuum interrupter 85 . The contact 84 cooperates with a lower switching contact 95 , the shaft of which can be seen at 86 and is held in a mounting plate 87 with a screw connection 87 ' . The current connection assigned to the upper switching contact is designated 88 and, according to the exemplary embodiment, serves as an abutment for a compression spring 89 . The lower power connection 90 accordingly sits on the shaft 86 of the lower switching contact 95 . The various mounting plates are held at a distance from one another with the aid of a plurality of spacer bolts 91, 92 .
Bei der Ausführungsform nach Fig. 9 wirkt auf das Betätigungsglied 82 die Kraft P 1. Diese stellt die Summe der Kraft P der Druckfeder und der Kraft P der Vakuumschaltröhre dar. Der Schaltweg zwischen den Schaltkontakten 84 und 95 kann 1 bis 2 mm betragen.In the embodiment according to FIG. 9, the force P 1 acts on the actuating element 82 . This represents the sum of the force P of the compression spring and the force P of the vacuum interrupter. The switching path between the switching contacts 84 and 95 can be 1 to 2 mm.
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