DE3940500A1

DE3940500A1 - Druckfest verschliessbare tuer fuer gekapselte schaltanlagen

Info

Publication number: DE3940500A1
Application number: DE19893940500
Authority: DE
Inventors: Max Dipl Ing Raba
Original assignee: Sachsenwerk AG
Current assignee: Schneider Electric Sachsenwerk GmbH
Priority date: 1989-12-07
Filing date: 1989-12-07
Publication date: 1991-06-13

Description

Die Erfindung betrifft eine druckfest verschließbare, um Scharniere schwenkbare Tür für gekapselte Schaltanlagen nach dem Oberbegriff des 1. Patentanspruchs.

Druckfest verschließbare Türen haben die Aufgabe, das Bedienungspersonal und gegebenenfalls auch andere Personen, die sich in der Umgebung von Schaltanlagen aufhalten, vor den Auswirkungen von inneren Lichtbögen zu schützen. Zu diesem Zweck sind verschiedene Lösungen vorgeschlagen worden. So werden nach DE 27 15 579 C3 und nach DE 34 38 603 A1 dabei u. a. Hubtüren verwendet, bei denen durch das Absenken der Tür in die Schließstellung Teile der Tür mit Teilen des Gerüsts an mehreren, über die gesamte Länge der vertikalen Holme verteilten Auflagestellen zu einer formschlüssigen Überdeckung gelangen. Auf diese Weise werden bei von Störungen hervorgerufenen Innendrücken größere Verformungen der Tür weitgehend vermieden. Bei den bekanntgewordenen Ausführungen legen sich die Abkantungen der Tür an allen vier Seiten stirnseitig gegen die zugehörigen Gerüstholme, was bereits bei geringen elastischen oder plastischen Verformungen der benachbarten Bauteile zu Spalten führen muß, aus denen heiße Gase austreten können. Da, wie weiter oben bereits dargelegt, die Überdeckungen mit nicht überdeckten Abschnitten abwechseln, an denen bei der Ausführung nach DE 34 38 603 A1 konstruktiv bedingte kleine Öffnungen oder nach DE 27 15 579 C3 schmale Spalte entstehen können, sind Hubtüren bezüglich der Verhinderung von Lichtbogenauswirkungen auf die Umgebung der Schaltanlage noch verbesserungsbedürftig.

Es sind auch Türen bekannt geworden, bei denen ähnlich wirkenden Überdeckungen durch ein seitliches Verschieben am Ende der Schließbewegung erfolgt. Beide Lösungsarten konnten sich nicht allgemein durchsetzen, da sie wegen der mindestens zwei Freiheitsgrade während der Schließbewegung einen größeren Aufwand zur Herstellung und Montage und ein hohes Maß an Genauigkeit zur Erfüllung einer einwandfreien Schließfunktion benötigen.

Druckfest verschließbare Türen nach dem Oberbegriff des 1. Patentanspruchs sind bei gleichzeitiger Erfüllung der Schließfunktion vergleichsweise einfacher zu verwirklichen. Eine solche kommt in der Schaltzelle nach der DE-OS 27 35 628 zum Einsatz. In dem um Scharniere schwenkbaren Türblatt, dessen Abkantungen sich ebenfalls an allen Seiten in der Schließstellung stirnseitig an die Holme des Gerüsts der Schaltanlage legen, sind an beiden Längsseiten schwenkbare Winkel vorgesehen, die mittels horizontal wirkender Stellstangen von einem Stellantrieb aus in der Schließstellung der Tür so verschwenkt werden, daß sich jeweils ein Schenkel eines Winkels hinter den unmittelbar benachbarten Holm des Feldgerüsts legt. Die Verschlußkraft verteilt sich so an jedem Holm auf die gesamte vertikale Länge, was die spezifische Beanspruchung bei einer bestimmten Innendruckbelastung relativ klein hält.

Die bekannte Türkonstruktion bedingt für jeden der beiden schwenkbaren Winkel, daß innerhalb der Tür über die ganze Höhe verteilt Scharniere angebracht sind, da die durch den Innendruck auf das Türblatt geäußerten Kräfte nur über die Scharniere auf die hintergreifenden Schenkel der Winkel und von dort auf die Vertikalholme übertragen werden.

Von dem hinter den Vertikalholm greifenden Schenkel eines Winkels der Verriegelung wird, wie man insbesondere aus Fig. 2 der bekannten Druckschrift erkennt, ein Drehmoment auf den Winkel geäußert, das sich über die eine Stellstange auf den Stellantrieb abstützt und das unter Innendruck zur Spaltbildung und somit zu unzulässigen Gasausstoß führen kann.

Bei der bekannten Tür ist, wie übrigens auch bei den Hebetüren, außerdem die vom Innendruck beaufschlagte Fläche deutlich größer als die lichte Breite der Öffnung zwischen den vertikalen Holmen des Gerüsts der Schaltanlage. Dadurch müssen Kräfte abgestützt werden, die größer sind als die der wirksamen Öffnung des Schaltfelds entsprechenden.

Die Aufgabe der Erfindung wird in der Weiterentwicklung der bekannten einfachen Schwenktüren zur Verbesserung und Vereinfachung der Türverriegelung bei gleichzeitiger Reduzierung der Druckbelastung gesehen.

Die Lösung der Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des 1. Patentanspruchs angegeben. Demnach wird es durch die Verringerung der vom Lichtbogengasdruck beaufschlagbaren Türbreite auf die lichte Weite zwischen den vertikalen Holmen des Gerüstes der Schaltanlage möglich, die Belastung der Tür bei gleichen physikalischen Daten des Störlichtbogens zu minimieren. Die Anwendung von seitlich verschiebbaren, die ganze Länge der Holme hintergreifenden Riegeln ermöglicht dabei zusätzlich neben einer kontinuierlichen Verteilung der Abstützkräfte eine von Reaktionskräften freie Ausbildung der Verriegelung. Da zusätzlich die vertikalen Abkantungen der Tür in deren geschlossenem Zustand zwischen den benachbarten Holmen des Gerüstes stehen, werden auf diese Abkantungen wirkende Drücke in vorteilhafter Weise zu einer Verringerung der Spalte zwischen Abkantung und benachbartem Holm führen.

Eine solche druckabhängige Verringerung der konstruktiv bedingten kleinen Spalte trägt im entscheidenden Maße zur Lichtbogensicherheit der erfindungsgemäßen Schaltanlage bei.

Vorteilhafte Weiterentwicklungen des Erfindungsgedankens sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird anhand einiger Beispiele in folgenden Zeichnungen näher erläutert:

Fig. 1 Ansicht einer druckfest verschlossenen Tür mit einseitiger Verriegelung,

Fig. 2 Schnitt A-B der Scharnier- und Verschlußseite der Tür nach Fig. 1,

Fig. 3a Teilansicht C bei entferntem Türblatt,

Fig. 3b Teilansicht C bei entferntem Türblatt mit geänderten Führungsstücken,

Fig. 4 Ansicht einer beidseitig druckfest verriegelten Tür,

Fig. 5 Schnitt D-E der Tür nach Fig. 4,

Fig. 6 Schnitt durch eine beidseitig druckfest verriegelte Tür,

Fig. 7 Schnitt auf der Scharnierseite durch eine Tür mit versetztem Scharnierbolzen,

Fig. 8 . . . Ansicht einer einseitig druckfest verschlossenen Tür mit schwenkbarem Riegel und

Fig. 9 . . . Schnitt durch einen Türverschluß mit Angabe der Druckverteilung.

Die erfindungsgemäße druckfest verschließbare Tür ist in ihrer einfachen Ausführung nach Fig. 1 und Fig. 2 mit einer Reihe von Scharnieren 2 an einem vertikalen Holm 24 befestigt. Die Anzahl der Scharniere und deren Bauweise soll so sein, daß sich auf der Scharnierseite unter der Wirkung des Lichtbogengasdruckes keine unzulässig großen Spalte zwischen den Scharnieren bildet. Die Tür 1 ist dabei an drei Seiten in bekannter Weise abgekantet. Die Abkantung 5 auf der den Scharnieren abgekehrten Seite der Tür 1 ragt darüber hinaus soweit in die Türöffnung hinein, daß sie in der Schließstellung derselben mit dem benachbarten Schenkel 8 des Seitenholms 4 in der Tiefe übereinstimmt. An der Abkantung 5 ist dabei ein Führungstück 9 befestigt, z. B. angeschweißt, an dem der Riegel 6 gehalten und seitlich bewegbar ist. Dieser Riegel 6 hat einen längeren Schenkel 10 an der Innenseite, mit dem er in der verriegelten Stellung der Tür 1 hinter die Abkantung 5 und den benachbarten Schenkel 8 des Holmes 4 greift. Der Riegel erstreckt sich erfindungsgemäß über die ganze nutzbare Höhe der Tür. Unter der Wirkung von Druckkräften legt er sich an den Schenkel 8 an und stützt die großen Druckkräfte über die ganze Höhe dieses Schenkels ab. Dadurch entstehen örtlich keine zu hohen Kräfte, so daß sich auch keine Verformungen an den betroffenen Teil einstellen kann. Der Riegel 6 ist in seitlicher Richtung bewegbar. Die Bewegung wird durch eine Drehung am Schloß 14 erzeugt, die über das Gestänge 13 auf den Riegel 6 übertragen wird. Im einfachsten Falle ist eine horizontal gerichtete Führung des Rigels 6 denkbar. Vorteilhafter im Sinne des Erfindungsgedankens sind Führungen für den Riegel 6 gemäß den Fig. 3a bzw. 3b. In Fig. 3a steckt im U-förmigen Riegel 6 an mindestens zwei Stellen ein Bolzen 11, der in einem nach rechts unten gerichteten Langloch 12 des Führungsstücks 9 geführt ist. Die Länge des Langlochs bestimmt sich aus dem Hub, der von dem mit dem Schloß 14 verbundenen Hebel 17 bestimmt wird. In der Offenstellung des Riegels 6 befindet sich nach Fig. 3a der Riegel in seiner oberen Stellung und ist dabei soweit nach links verschoben, daß der längere Schenkel 10 nicht mehr mit dem Schenkel 8 des benachbarten Holms 4 in Eingriff steht. Diese Stellung ist andeutungsweise auf Fig. 3a strichpunktiert gezeichnet. In dieser Stellung steht das Gestänge 13 mit dem Hebel 17 vorteilhafterweise in einer Übertotpunktstellung und wird somit ohne zusätzliche Wirkungsmittel in dieser Offenstellung gehalten. Andererseits ergibt die schräge Neigung der Langlöcher in Verbindung mit dem Gewicht des Riegels 6 einen sicheren Eingriff des Riegels in der Verriegelungsstellung der Tür 1. Diese Stellung kann nicht durch Erschütterungen oder dgl. gelöst werden. Von den Druckwirkungen der Lichtbogengase geäußerte Kräfte wirken genau senkrecht zur Bewegungsrichtung des Riegels 6 und äußern somit keine selbsttätig öffnenden Komponenten auf die Verriegelung. Mit der gezeigten Ausführung ist somit eine sehr einfache und vollwirksame druckfeste Verriegelung der Tür 1 möglich.

Eine zweite Ausführung der Verriegelung zeigt die Fig. 3b. Hier sind Bolzen 11 im Führungstück 9 befestigt und die Langlöcher befinden sich im U-förmigen Riegel 6. Ihre Neigung ist wieder so, daß die Schwerkraft des Riegels in Schließrichtung desselben wirkt.

Bei breiteren Schaltfeldern und größeren Lichtbogenleistungen ist es vorteilhaft den seitlich verschiebbaren Riegel 6 sowohl auf der Scharnierseite als auch auf der Schließseite anzuordnen. Die Tür 1 weist gemäß Fig. 4 und 5 demnach in ihrer Schließstellung an beiden vertikalen Seitgen in die Türöffnung hineinragende Abkantungen 5 bzw. 25 auf. An beiden Seiten ist die Länge dieser Abkantungen dabei übereinstimmend mit dem benachbarten Schenkel 8 bzw. 28 der Holme 4 bzw. 24 des Schaltanlagengerüsts. Die Riegel 6 arbeiten in gleicher Weise wie vorher in den Fig. 1 bis 3b beschrieben. Ihre Bewegung verläuft bei Schließung der Tür symmetrisch von innen nach außen. Die Betätigung erfolgt von einem zentral in der Tür angebrachten Schloß 14 nach jeder Seite über je eine Koppelstange 19 auf um je einen Achsbolzen 18 drehbaren Winkelhebel 20 und die Gestänge 13 auf die beiden Riegel 6 bzw. 26. Die Achsbolzen 18 sind in der Innenseite der Tür befestigt. In Fig. 4 ist die Bewegungsübertragung vom zentral angeordneten Schloß 14 über die symmetrische Hebelanordnung auf die beiden Riegel 6 bzw. 26 angegeben. Die Führung der Riegel 6 bzw. 26 erfolgt wie in Fig. 3a bzw. 3b erläutert. Die beidseitige Anordnung der in der ganzen Länge der vertikalen Holme 4 bzw. 24 wirkenden Verriegelung ergibt auch bei großen Druckbeanspruchungen einen sicheren Türverschluß, der an keiner Stelle Spalte oder dgl. entstehen läßt. Die Form der längeren Schenkel 10 und ihre Anordnung zu den Holmen 4 bzw. 14 wirkt im Gegenteil so, daß der schmale Spalt zwischen der jeweiligen Abkantung 5 bzw. 25 und dem benachbarten Schenkel 8 bzw. 28 unter der Druckwirkung sicher verschlossen wird. Ein Austritt heißer Gase aus diesem Spalt ist somit ausgeschlossen. Gegenüber den bekannten Türen ist durch die in die Türöffnung hineingreifenden Abkantungen 5 bzw. 25 auch noch eine schmalere Angriffsfläche für den Innendruck im Falle einer Lichtbogenstörung gegeben.

Bei sehr hohen Türen ist es im Rahmen der Erfindung möglich, statt zwei weit auseinander liegender Bolzen 11 und der zugehörigen Langlöcher 12 zwischen den äußersten Führungsstellen mehrere weitere Führungen anzuordnen. Durch die Anordnung seitlich verschiebbarer Riegel 6 an beiden Vertikalseiten der Tür 1 kann man die Anzahl der Scharniere auf das geringste Maß senken. In Fig. 4 sind deshalb nur am oberen und unteren Ende der Tür am Rand angesetzte einfache Scharniere 2 zu sehen. Diese haben im vorliegenden Fall lediglich das Gewicht der Tür beim Öffnen derselben zu tragen; sie nehmen jedoch in keinem Fall aus Lichtbogenstörungen entstehende Druckkräfte auf.

Eine weitere sehr wirksame Verriegelungseinrichung ist in der Tür nach Fig. 6 zu sehen. Auf der der Scharnierseite abgekehrten Seite ist der schon aus Fig. 1 bis 3b bekannte Riegel 6 mit seiner Steuerung und seiner Führung zu erkennen. Die Öffnung dieses Riegels erfolgt auch hier durch das Schloß 14. Auf der Scharnierseite ist an der Abkantung 15, die in bereits bekannter Weise in die Türöffnung hineinragt, eine Abwinkelung 16 in der ganzen Länge der Abkantung angebracht. Diese Abkantung 16 hintergreift den benachbarten Schenkel 28 des Holms 24 des Schaltanlagengerüsts. Diese Abwinkelung übernimmt in der verriegelten Stellung der Tür 1 die Abstützung der Druckkräfte gegen den Schenkel 28 des Holms 24 und entlastet wie schon beschrieben die Scharniere 2. Die in Fig. 6 und in Fig. 5 dargestellte Art der Scharnierausbildung mit einem direkt an die Abkantung 15 angesetzten Scharnierbolzen ergibt nach Fig. 6 (strichpunktiert) bei einem Öffnungswinkel von 90° nicht mehr die volle Nutzung der lichten Weite der Türöffnung für das Ein- und Ausfahren von Schaltwagen, Einschüben und dgl.

Die angegebenen Türkonstruktionen lassen sich jedoch vorteilhaft bei Schaltanlagen mit festeingebauten Schaltern einsetzen.

Nach Fig. 7 ist es jedoch auch möglich, den Scharnierbolzen über ein ensprechend langes Haltestück 22 mit der Tür 1 zu verbinden. Das Gegenlager des Scharnierbolzens 21 ist das Drehlager 23, das in üblicher Weise am Seitenholm 24 befestigt ist. Die um 90° geöffnete Tür nimmt dabei die strichpunktierte Lage ein. Je nachdem wie lang das Haltestück 22 ist, gelingt es auf diese Weise die lichte Weite der Tür trotz der in die Türöffnung eingezogenen Abkantungen 5 und 25 auch bei einem Öffnungswinkel von nur 90° so groß zu halten, daß Schaltgeräte bequem ein- und ausgefahren werden können.

Die aus den bisherigen Beispielen bekannten Riegel 6 bzw. 26 lassen sich nach Fig. 8 auch um in das Türblatt fest eingesetzte Drehlager 18 schwenkbar anordnen. Dabei sind wenigstens zwei Schwenklager erforderlich. In Fig. 8 ist der Riegel 6 in der verriegelten Stellung dargestellt; die an ihm befestigten Laschen 26 sind über Hebel 24 an die Drehlager 18 angelenkt. Eine Verbindungsstange 25 verbindet die beiden anderen Arme des Hebels 24 so miteinander, daß auf den Riegel 6 an beiden Seiten eine gleichartige Bewegung übertragen wird. In Fig. 8 ist der Riegel 6 in der verriegelten Stellung gezeigt, eine Drehung nach links um etwa 90 Grad bringt ihn in die entriegelte Stellung. Eines der beiden Drehlager 18 kann als Schloß 14 ausgeführt sein.

In Fig. 9 ist ein Querschnitt durch eine Verriegelungseinrichtung dargestellt. Unter der Wirkung eines durch einen Störlichtbogen entstehenden Gasdrucks p wird der lange Schenkel 10 des Riegels 6 stirnseitig gegen den inneren Schenkel 8 und die Abkantung 5 gedrückt und somit der Zutritt der Gase zum Spalt 27 verwehrt. Der Druck p wirkt außerdem von der Innenseite auf den Schenkel 8 und den Steg des Riegels 6 so, daß auf diese Weise zusätzlich eine die Breite des Spalts 27 verringernde Wirkung entsteht.

Claims

1. Druckfest verschließbare, um Scharniere schwenkbare Tür für gekapselte Schaltanlagen mit einem allseitig abgekanteten Türblatt (3), die durch wenigstens ein einen vertikalen Gerüstholm (4) der Türöffnung im wesentlichen Teil seiner Länge hintergreifendes, an der Innenseite der Tür (1) gehaltenes Bauteil mittels einer Schließeinrichtung verriegelbar ist, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) in der Schließstellung der Tür (1) tritt zumindest die auf der Seite des Bauteils befindliche Abkantung (5) mit der Tiefe des letzterer benachbarten Schenkels (8) des vertikalen Gerüstholms (4) in die Türöffnung ein, und
b) in der Verriegelungsstellung der Tür (1) überdeckt ein parallel zur Ebene des Türblattes (3) bewegbarer Riegel (6) die jeweilige Innenseite der Abkantung (5) und des Nachbarschenkels (8), sowie den zwischen beiden befindlichen Spalt (27).

2. Druckfest verschließbare Tür nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel (6) U-förmig ausgebildet ist und mit seinem längeren Schenkel (10) die Überdeckung der Abkantung (5), des benachbarten Schenkels (8) des vertikalen Gerüstholms (4) und des zwischen ihnen befindlichen Spaltes (27) bewirkt und sich in der Verriegelungsstellung mit seinem kürzeren Schenkel an der Innenseite der Abkantung (5) abstützt.

3. Druckfest verschließbare Tür nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel (6) mit Hilfe von wenigstens 2 um an der Tür (1) angebrachte Achsbolzen (18) schwenkbaren Hebeln (24), die durch eine Verbindungsstange (25) gleichsinnig gekuppelt sind, bewegbar ist.

4. Druckfest verschließbare Tür nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel (6) mit seinen Schenkeln zumindest ein an der Abkantung (5) befestigtes Führungsstück (9) umgreift und längs diesem transversal verschiebbar ist.

5. Druckfest verschließbare Tür nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung des Riegels (6) durch wenigstens zwei in beiden Schenkeln desselben befestigten Bolzen (11) erfolgt, die in Langlöchern (12) des Führungsstücks (9) eingreifen.

6. Druckfest verschließbare Tür nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung des Riegels (6) durch wenigstens zwei in dem Führungsstück (9) befestigten Bolzen (11) erfolgt, die in Langlöcher (12) des Riegels (6) eingreifen.

7. Druckfest verschließbare Tür nach Patentanspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Langlöcher (12) unter einem Winkel so gegen die Abkantung (5) geneigt sind, daß der Riegel (6) die Tür (1) in seiner unteren Stellung verriegelt.

8. Druckfest verschließbare Tür nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel (6) über ein Gestänge (13) und ein drehbares Schloß (14) von der Frontseite der Tür aus bedienbar ist.

9. Druckfest verschließbare Tür nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge (13) in der entriegelten Stellung der Tür (1) hinter dem Totpunkt desselben steht und so die Offenstellung des Riegels (6) selbstsperrend sichert.

10. Druckfest verschließbare Tür nach Patentanspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schließstellung die Abkantung an den Scharnieren (2) stirnseitig an dem Gerüstholm (24) anliegt und die Verriegelung der Tür (1) an der gegenüberliegenden Seite erfolgt.

11. Druckfest verschließbare Tür nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkantungen (5, 25) an beiden Seiten der Tür (1) mit der Tiefe des jeweils benachbarten Schenkels (8, 28) der vertikalen Gerüstholme (4, 24) in die Türöffnung ragen und das an jeder Seite ein Riegel (6, 26) die Verriegelung der Tür (1) in deren Schließstellung bewirkt.

12. Druckfest verschließbare Tür nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Schloß (14) über je eine Koppelstange (19) die Riegel (6, 26) in die Verriegelungsstellung drehbar sind.

13. Druckfest verschließbare Tür nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkantungen (5, 15) an beiden Seiten der Tür (1) mit der Tiefe der jeweils benachbarte Schenkel (8, 28) der vertikalen Gerüstholme (4, 24) in die Türöffnung hineinragen und die Abkantung (15) an der Seite der Scharniere (2) mit einer Abwinklung hinter den Nachbarschenkel (28) des Holmes (24) greift.

14. Druckfest verschließbare Tür nach Patentanspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die scharnierseitige Abkantung (15, 25) über ein Haltestück (22) mit dem Scharnierbolzen (21) des Drehlagers (23) so verbunden ist, daß nach einem Öffnungswinkel der Tür (1) von etwa 90 Grad die lichte Breite der Türöffnung nicht mehr durch Teile der Tür verdeckt ist.

15. Druckfest verschließbare Tür nach Patentanspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als Schloß (14) ein schließbarer Drehgriff vorgesehen ist.