DE3041801C2 - Autopneumatischer Druckgasschalter - Google Patents

Description

wird abhängig von der Höhe des Stromes ein Teil des Düsenquerschnittes durch das Lichtbogenplasma verschlossen. Dadurch wird die Zeitkonstante für das Absinken des Druckes vor der Düse entsprechend verringert. Die Einsattelung des Druckverlaufes bei einer Schalterausführung gemäß der Erfindung wird dadurch geringer, so daß sich die erfindungsgemäße Dämpfung noch günstiger auswirkt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig.2 einen Längsschnitt durch die Kompressionseinrichtung eines autopneumatischen Druckgasschalters mit einer ersten Möglichkeit der Ausführung der Dämpfungseinrichtung; is

Fig.3 eine andere Ausführung der Dämpfungseinrichtung;

Fig.4 eine weitere Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung;

F i g. 5 eine vierte Ausführung der Dämpfungseinrirntung.

Bei den in den F i g. 2 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Kolben 1 der Kolbenzylindereinheit feststehend und der Zylinder 2 dieser Einheit beweglich ausgeführt. Am Zylinder 2 ist der mit diesen bewegliche Kontakt 3 sowie eine Isolierdüse 4 angebracht. Der Zylinder 2 weist in seinem Kopfteil 5 Durchströmöffnungen 6 für das Löschgas auf.

Bei dem in Fig.2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf dem feststehenden Kolben 1 eine Platte 10 mit Bohrungen 11 federnd gelagert. Zur Lagerung sind in die Platte 11 achsparallele Führungsstifte 12 eingeschraubt, die in einer Bohrung 13 am Kolben 1 gleitbar geführt sind. Konzentrisch zu den Führungsstiften 12 sind Druckfedern 14 angeordnet, die mit einer Seite an der Platte 10 anliegen und mit ihrem anderen Ende in einer Verliefung i5 im Kolben i angeordnet sind. Während des Ausschaltvorgangs strömt das im Druckraum 16 des Zylinders 2 komprimierte Löschgas zunächst über die Bohrungen 6 zur Düse 4 ab. Sobald der Zylinder 2 auf die Platte 10 auftritt, werden die Bohrungen 6 verschlossen und Löschgas kann nur noch über die Bohrungen 11 mit reduziertem Querschnitt abströmen. Durch die Federn 14 wird erreicht, daß die Platte 10 der Bewegung des Zylinders 2 folgen kann.

Bei dem in Fig.3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der autopneumatische Druckgasschalter bis auf die Dämpfungseinrichtung gleich aufgebaut wie der in F i g. 2 dargestellte Schalter. Bei der in F i g. 3 dargestellten Dämpfungseinrichtung sind auf der Stirnfläche des Kolbens 1 Stifte 20 angebracht, die den Durchströmöffnungen 6 im Zylinder 2 gegenüber liegen. Die Stifte 20 sind konisch ausgeführt und tauchen bei der Ausschaltbewegung in die Bohrung 6 ein. Durch geeignete Formgebung der Stifte 20 kann eine einstellungsabhängige kontinuierliche Reduzierung des Abströmquerschnittes verwirklicht werden.

Bei der in F i g. 4 dargestellten Ausgestaltung, die wiederum von einem gleichen Schalteraufbau ausgeht, wird der Kompressionsraum zweigeteilt Ein erster Kornpressionsraum 25 wird von einer zylindrischen Ausnehmung 26 im Kolben ί gebildet Dieser Kompressionsraum wird von einem zylindrischen Element 27 verschlossen, das an der inneren Stirnseite des Zylinders 2 angeordnet ist und in der Ausnehmung 26 gleitend geführt ist Das zylindrische Element 27 weist erste Durchströmöffnungen 28 auf, die den ersten Kompressionsraum 25 mit den Durchströmöffnungen 6 im Zylinder 2 verbinden und zweite Durchströmöffnungen 29 mit reduziertem Querschnitt, die einen zweiten Kompressionsraum 30 mit den ersten Durchströmöffnungen 28 bzw. den Durchströmöffnungen 6 im Zylinder 2 verbinden. Bei dieser Ausgestaltung kann das Löschgas im zweiten Kompressionsraum 30 erst gegen Ende der Ausschaltung über die zweite Durchströmöffnung 29 mit reduziertem Querschnitt oder aber über einen im rechten Teil der F i g. 4 dargestellten, zwischen der Ausnehmung 26 und dem Element 27 vorgesehenen Spalt 31 abströmen.

Bei der in F i g. 5 dargestellten Ausführungsforni ist eine Scheibe 35 mit mehreren öffnungen 36 vorgesehen. Die Scheibe 35 ist an einem Rohrstück 37 flanschartig angebracht. Das Rohrstück 37 weist an seiner Außenseite eine Führungsleiste 39 auf. Falls es für zweckmäßig erachtet wird, können auch mehrere Führungsleisten vorgesehen werden. Die Führungsleiste 39 ist Teil einer Steuereinrichtung, mit der die Drehbewegung der Scheibe 35 gesteuert wird.

Im Kolben 1 ist eine öffnung 38 vorgesehen, in der das Rohrstück 37 geführt ist. Dabei greift die Führungsleiste 39 in eine entsprechende Führung 40 ein, die in der öffnung 38 vorgesehen ist und die zusammen mit der Führungsleiste 39 die Steuereinrichtung bildet. Das Rohrstück 37 sitzt seinerseits axial verschiebbar auf der Antriebsstange 41. Beim Ausschalten des Schalters wird über die entsprechend gestaltete Führungsleiste 39 die Platte 35 abhängig von der Stellung des Kompressionszylinders 2 gedreht. Durch diese Drehbewegung wird der Querschnitt der Abströmbohrungen 6, der anfänglich mit den öffnungen 36 in der Platte übereinstimmt, auf das gewünschte Maß verringert.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Autopneumatischer Druckgasschalter mit

a) einem festen und einem beweglichen Leistungskontaktstück (3),

b) einer aus mit dem beweglichen Leistungskontaktstück (3) mechanisch verbundenem Kompressionszylinder (2) und feststehendem Kornpressionskolben (1) bestehenden, koaxial zu den Leistungskontaktstücken angeordneten Kompressionseinrichtung für das Löschgas,

c) einer an der Stirnwand (5) des Kompressionszylinders (2) koaxial zu den Leistungskontaktstükken angeordneten Isolierstoffdüse (4), die über in der Stirnwand (5) angeordneten Verbindungsöffnungen (6) mit dem Kompressionsraum (16) der Kompressionseinrichtung verbunden ist,

d) einer Einrichtung, die eine Dämpfung der bewegten Teile des Druckgasschalters gegen Ende einer Ausschaltbewegung bewirkt,

gekennzeichnetdurch folgende Merkmale: die Einrichtung zur Dämpfukg ist wie folgt ausgebildet:

e) an der den Kompressionsraum (16) begrenzenden Stirnwand des Kompressionskolbens (1) ist federnd eine gegen Ende des Ausschaltvorganges des Druckgsischalt-.'s an der Stirnwand (5) des KompressioTiszylinders (2) anliegende Scheibe (10) in vorgegei ^nem Abstand angeordnet,

i) in der Scheibe (10) ist fluchtend zu jeder Verbindungsöffnung (6) in der Stirnwand (5) des Kompressionszylinders (2) eine Durchgangsbohrung (11) vorgesehen,

g) die Querschnitte der Durchgangsbohrung (11) sind wesentlich kleiner als die der Verbindungsöffnungen (6).

2. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressionskolben (1) in seiner dem Kompressionsraum (16) zugewandten Stirnseite: Vertiefungen (15) aufweist, zu denen konzentrisch je eine den Kompressionskolben (1) parallel zur Längsachse der Leistungskontaktstücke durchstoßende Bohrung (13) angeordnet ist, daß in jeder Bohrung (13) jeweils ein Führungsstift (12) geführt ist, der an den die Bohrung (13) durchstoßenden Enden je einen mit dem Rand der Bohrung zusammenwirkenden Anschlag aufweist und am anderen Ende mit der Scheibe (10) in mechanisch fester Verbindung steht, und daß zwischen der Scheibe (10) und dem Boden jeder Vertiefung (15) eine Druckfeder (14) angeordnet ist, die von einem der Führungsstifte (12) durchsetzt ist und die im Ausschaltzustand des Druckgasschalters vollständig in die Vertiefungen (15) eingreift, so daß die Scheibe (10) an dem Kompressionskolben (1) anliegt.

3. Autopneumatischer Druckgasschalter mit

a) einem festen und einem beweglichen Leistiingskontaktstück (3),

b) einer aus mit dem beweglichen Leistungskontaktstück (3) mechanisch verbundenem Kompressionszylinder (2) und feststehendem Kompressionskolben (1) bestehenden, koaxial zu den Leistungskontaktstück;-. angeordneten Kompressionseinrichtung für i'as Löschgas,

c) einer an der Stirnwand (5) Jes Kompressionszylinders (2) koaxial zu den Ld-tungskontaktstükken angeordneten Isolierstoffdüse (4), die über in der Stirnwand (5) angeordnete τ Verbindungsöffnungen (6) mit dem Kompressionsraum (16) der Kompressionseinrichtung verbunden ist,

d) einer Einrichtung, die eine Dämpfung der bewegten Teile des Druckgasschalter gegen Ende einer Ausschaltbewegung bewirkt,

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

e) an der inneren Stirnwand (5) des Kompressionszylinders (2) ist axial zu diesem ein zylindrisches Element (27) befestigt, dessen Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Kompressionszylinders (2) ist und der in eine komplementär ausgebildete Ausnehmung (25) in der Stirnseite des Kompressionskolbens (1) während des Ausschaltvorganges eintaucht,

f) in dem zylindrischen Element (27) sind erste axiale Durchströmöffnungen (28) vorgesehen, deren Anzahl, Anordnung und Querschnitt denen der Verbindungsöffnungen (6) in der Stirnwand (5) des Kompressionszylinders (2) entsprechen,

g) im Bereich der Stirnwand (5) des Kompressionszylinders (2) weist das zylindrische Element (27) mindestens eine von seiner zylindrischen Außenwand ausgehende zweite Durchströmöffung (29) auf, von denen jede einen Querschnitt aufweist, der gegenüber dem Querschnitt der ersten Durchströmöffnungen (28) wesentlich reduziert ist und die je in eine erste Durchströmöffnung (28) münden.

4. Autopneumatischer Druckgasschalter mit

a) einem festen und einem beweglichen Leistungskontaktstück (3),

b) einer aus mit dem beweglichen Leistungskontaktstück (3) mechanisch verbundenem Kompressionszylinder (2) und feststehendem Kompressionskolben (1) bestehenden, koaxial zu den Leistungskontaktstücken angeordneten Kompressionseinrichtung für das Löschgas,

c) einer an der Stirnwand (5) des Kompressionszylinders (2) koaxial zu den Leistungskontaktstükken angeordneten Isolierstoffdüse (4), die über in der Stirnwand (5) angeordneten Verbindungsöffnungen (6) mit dem Kompressionsraum (16) der Kompressionseinrichtung verbunden ist,

d) einer Einrichtung, die eine Dämpfung der bewegten Teile des Druckgasschälters gegen Ende einer Ausschaltbewegung bewirkt,

gekennzeichnetdurch folgende Merkmale: die Einrichtung zur Dämpfung ist wie folgt ausgebildet:

e) an der der Isolierstoffdüse (4) abgewandten Seite der Stirnwand (5) ist eine an dieser anliegen-

3 4

de Scheibe (35) vorgesehen, Druckgasschalter mit einer Einrichtung zur Dämpfung

0 in der Scheibe (35) sind Durchgangsbohrungen der bewegten Teile gegen Ende einer Ausschaltbewe-(36) vorgesehen, deren Anzahl und Anordnung gung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß denen der Verbindungsöffnungen (6) in der die kinetische Energie der bewegten Massen voll für die Stirnwand (5) des Kompressionszylinders (2) 5 Löschgasströmung genutzt und damit der Wirkungsentsprechen, grad des Antriebes gesteigert wird.

g) die Scheibe (35) ist mittels einer Hülse (37) dreh- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die dip

bar um eine konzentrisch an dem Kompres- Patentansprüche 1,3 und 4 kennzeichnenden Merkmale sionszylinder (2) befestigten, eine Öffnung (38) gelöst.

im Boden des Kompressionskolbens (1) durch- 10 Durch die erfindungsgemäße Lösung wird die Verzösetzenden Ajitriebsstange (41) gelagert, gerung des bewegten Teiles der Spaltkammer durch

h) an der Außenseite der Hülse (37) ist eine Füh- den Aufbau eines entsprechend hohen Löschgasdruckes rungsleiste (39) angeordnet, die aus einem er- im Zylinder bewirkt. Neben der Verbesserung des Wirsten und einem zweiten parallel zueinander ver- kungsgrades bei der Umsetzung von Antriebsenergie in setzten Längsabschnitt und einem schräg ver- 15 Strömungsenergie des Löschgases ergeben sich weitere laufenden, die beiden Längsabschnitte verbin- folgende Vorteile:

denden Übergangsteil besteht, eine einfachere und kostengünstigere Konstruktion;

i) in der öffnung (38) des Bodens der Kompres- Einsparung bei Kraftübertragungsgliedern, da die

sionskolben (1) ist eine Nut (40) vorgesehen, in Bremskräfte nicht mehr zu den Schaltkammern übertradie die Führungsleiste (39) eingreift, 20 gen werden müssen; dadurch entfällt unter anderem die

j) bei Eingriff des der Scheibe(35) entfernt liegen- ungünstige Druckbelastung von Isuierstangen;

den Längsabschnitts in die Nut (40) sind die längere Beblasungsdauer durch brtiteren Druckim-

Verbindungsöffnungen (6) in der Stirnseite (5) puls.

des Kompressionszylinders (2) durch die Schei- Um einen für die Verzögerung ausreichend hohen

be (35) voll geöffnet, 25 Druck zu erzielen, wird der Abströmquerschnitt zur Dü-

k) bei Eingriff des der Scheibe (35) benachbarten se füi das im Zylinder komprimierte Druckmittel vor Längsabschnitts in die Nut (40) schließen die Erreichen der Endstellung vermindert.
Durchgangsbohrungen (36) der Scheibe (35) Den Einfluß der bekannten Art der Dämpfung des

den Löschgasdurchtritt durch die Verbindungs- beweglichen Teiles der Schalteinheit auf den Druckveröffnungen (6) in der Stirnwand (5) des Korn- 30 lauf vor der Düse zeigt die Gegenüberstellung der pressionszylinders (2) soweit, daß nur ein stark Druckverläufe eines Schalters mit Dämpfung in Verbinreduzierter Abströmquerschnitt übrig bleibt dung mit dem Antriebssystem sowie eines gemäß der

Erfindung ausgebildeten Schalters in F i g. 1.

In F i g. 1 zeigt die Kurve a den Druckverlauf bei

35 einer Dämpfung in Verbindung mit dem Antriebssystem im Leerlauf. Der Druck steigt bis zum Zeitpunkt h an.

Die Erfindung betrifft einen autopneumatischen Anschließend sinkt der Druck am Ende des Kompres-Druckgasschalter gemäß dem Oberbegriff des Patent- sionsvorganges zu einer Zeit frö wieder auf den Ausanspruchs 1. gangswert ab. Die Dauer des Druckabfalls wird hierbei Ein dera^rtiger Druckgasschalter ist beispielsweise aus 40 durch eine Zeitkonstante bestimmt, die im wesentlichen· der DE-OS 27 08 546 bekannt Bei dem bekannten von dem am Ende des Kompressionsvorganges zwi-Druckgasschalter ist zur Endlagendämpfung des be- sehen Kompressionskolben und Düse vorhandenen weglichen Leistungskontaktes eine aus einer Kunst- Restvolumen und dem Düsenquerschnitt abhängt
Stoffscheibe und/oder einem Kompressionsraum beste- Den Druckverlauf bei einem gemäß der Erfindung hende Dämpfungseinrichtung vorgesehen. Es sind auch 45 ausgeführten Schalter zeigt die Kurve b. Bis zum Zeitbereits arrdere Schalter bekanntgeworden, bei denen punkt fi, in dem die Reduzierung des Abströmquereine Verzögerung des beweglichen Teiles der Schaltein- schnittes einsetzt, stimmen die Druckverläufe entspreheit durch eine Dämpfungseinrichtung in Verbindung chend Kurve a und Kurve b im Kompressionszylinder mit dem Antrieb bewirkt wird. Der Nachteil der Verzö- überein. Von diesem Zeitpunkt an nimmt der Druck im gerung des beweglichen Teiles der Schaltkammer durch 50 Kompressionszylinder entsprechend Kurve b wegen eine äußere Dämpfungseinrichtung besteht darin, daß des stark reduzierten Abströmquerschnittes rasch zu. ein Teil der vom Antrieb abgegebenen Energie für die Der strichpunktiert dargestellte Druck im Restvolumen Ausschaltung selbst ungenutzt bleibt zwischen Düse und Abströmquerschnitt (Kurve C) sinkt Sowohl aus der DE-OS 20 15 473 als auch aus der zunächst mit der Zeitkonstante, die durch Restvolumen US-PS 41 39 753 sind an der Stirnseite des Kompres- 55 und Düsenquerschnitt bestimmt ist, ab. Sobald der sionskolbens angebrachte Vorsprünge bekannt, die ge- Druck im Zylinder auf derartig hohe Werte angestiegen gen Ende des Ausschaltvorganges des Druckgasschal- ist, daß der Massendurchsatz trotz des verringerten Abters in Ausströmöffungen in der Stirnseite des Korn- Strömquerschnittes den ursprünglichen Wert wieder er ■ pressionszylinders eintauchen und deren Querschnitte reicht, steigt der Druck vor der Düse wieder an und verringern. Damit wird zwar eine gewisse Optimierung 60 erreicht schließlich ein Maximum. Danach sinkt der der Löschgasströmung erzielt, jedoch gelingt es nicht, Druck der Zeitkonstante entsprechend wieder ab. Ein durch diese Maßname gleichzeitig eine Dämpfung der Vergleich der beiden Druckimpulse der Kurven a und c bewegten Teile des Druckgasschalters gegen Ende ei- zeigt, daß der Druckimpuls bei Ausführung des Schalner Ausschaltbewegung zu bewirken, da die Verringe- ters gemäß der Erfindung breiter geworden ist, so daß rung der Querschnitte der Ausströmöffnungen propor- 65 über die für eine Kiczschlußausschaltung erforderliche tional zu der Verringerung des Volumens des Kompres- Zeitdauer trotz der kurzzeitigen Einsattelung ein höhesionsrau mes ist. rer Druck zur Verfügung steht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen !m Falle der Ausschaltung eines Kurzschiußstromes