DE570479C - Elektrischer Druckgasschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter, bei dem in bekannter Weise sowohl für die Lichtbogenlöschung als auch für den Antrieb der Schaltvorrichtung bei der Ausschaltbewegung Druckgas verwendet wird, das dem Schalter über eine gemeinsame Druckgasleitung zugeführt wird. Bei einem derartigen Schalter ergeben sich gewisse Schwierigkeiten, wenn man, wie es bei Schaltern mit Druckmittelantrieb an sich bekannt ist, durch die Antriebsvorrichtung bei der Ausschaltbewegung eine Feder für die Einschaltbewegung spannen lassen will. Da nämlich das Druckgas für die Betätigung der Schaltvorrichtung und für die Beblasung der Unterbrechungsstelle der gleichen Druckgasquelle über eine gemeinsame Druckgasleitung entnommen wird, so entsteht durch das Ausströmen des Druckgases zwischen den Kontakten ein Druckabfall in der Druckgasleitung, welcher gerade dann auftritt, wenn die zum Spannen der Einschaltfeder benötigte Kraft am Ende der Ausschaltbewegung am größten wird. Dies ist unerwünscht, weil infolge des Gegendruckes der Einschaltfeder unter Umständen die Geschwindigkeit der Kontaktbewegung nach dem Ende des Schaltweges zu eine erhebliche Verringerung erfahren kann.

Um diese Schwierigkeit zu beseitigen, wird gemäß der Erfindung die Antriebsvorrichtung mit der Schaltvorrichtung derart gekuppelt, daß das Spannen der Einschaltfeder und die Kontaktbewegung nicht gleichzeitig, sondern nacheinander vorgenommen werden, wobei jedoch beides durch ein und denselben Bewegungs-Vorgang der Antriebsvorrichtung bewirkt wird. Hierdurch wird erreicht, daß das Spannen der Einschaltfeder zu einem Zeitpunkt erfolgt, wo kein Druckgas an der Unterbrechungsstelle ausströmt, so daß auch kein Druckabfall in der Zuleitung eintritt und infolgedessen der volle Druck der Druckgasspeisequelle für die Aufladung der Einschaltfeder zur Verfügung steht. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Einschaltfeder mit Sicherheit voll gespannt werden muß und daß der die Feder spannende Kolben nicht infolge eines Druckabfalles in irgendeiner Zwischenstellung, die dem Gleichgewicht von Gasdruck und Federspannung entspricht, stehenbleiben kann.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

In Abb.. ι ist ein Druckgasschalter gezeichnet, bei welchem durch den Druckgasantrieb zuerst die Einschaltfeder gespannt wird und dann in fortschreitender Bewegung des Schalterantriebes der Schalter ausgeschaltet wird. Das Schaltstück 2 des Druckgasschalters 1 wird über eine Pleuelstange 5 von einem Hebel 6 angetrieben, der auf einer Welle 19 gelagert und mit einem Zahnrad 15 verbunden ist. Die Einschaltfeder 9 ist zwischen einem festen Punkt und einem Hebel 8 aufgehängt und wird bei der Bewegung des Hebels 8 um seinen Drehpunkt 18 gespannt.

Mit dem Hebel 8 ist ein Zahnrad ii verbunden. Ferner ist der Hebel 8 über eine Lasche 7 mit dem Hebel 6 gekuppelt, wobei die Lasche 7 an ihrem unteren Ende einen Schlitz 20 besitzt, in dem ein Bolzen 21 gleitet, der an dem Hebel 6 befestigt ist. Der Antriebszylinder 13, der bei 34 seine Druckgaszuführung hat, besitzt einen mit der Kolbenstange 35 verbundenen Antriebskolben 14, der an seiner Unterseite bei der Ausschaltung mit Druckgas beaufschlagt wird. Die Kolbenstange 35 ist nach oben hin durch eine Zahnstange 12 verlängert, deren Zähne 17 in das Zahnrad 11 eingreifen. Nach unten hin ist eine ebenfalls von dem Kolben 14 angetriebene Zahnstange 22 vorgesehen, deren Zähne 16 . nach einem gewissen Hub des Schalterantriebes in das Zahnrad 15 eingreifen. Außerdem ist eine Sperrklinke 4 vorgesehen, in der sich die Nase 3 des Hebels 8 nach einem bestimmten Bewegungswinkel verklinkt. Die Druckgaszuführung zum Schalter 1 ist mit 10 bezeichnet und von der zu dem Antriebszylinder 13 führenden gemeinsamen Leitung 34 abgezweigt.

Die Wirkungsweise der gezeichneten Anordnung ist folgende: Zur Ausschaltbewegung werden dem Antriebszylinder 13 durch das Rohr 34 und gleichzeitig dem Schaltraum durch das Rohr 10 Druckgas zugeführt; der Kolben 14 bewegt sich nach oben. Durch die Zähne 17 wird das Zahnrad 11 im Uhrzeigersinn gedreht und durch die damit hervorgerufene Abwärtsbewegung des Hebels 8 die Feder 9 gespannt. Der Hebel 6 wird in diesem Teil der Ausschaltbewegung nicht bewegt, da der Schlitz 20 über den Bolzen 21 gleitet und den Hebel nicht mitnimmt. Ebenso sind die Zähne 16 der Zahnstange 22 mit dem Zahnrad 15 noch nicht in Eingriff. Die Bewegung des Hebels 8 wird, nachdem er bei 4 verklinkt ist, dadurch unterbrachen, daß die Zähne 17 mit dem Zahnrad 11 außer Eingriff kommen. Gleichzeitig sind aber die Zähne 16 mit dem Zahnrad 15 in Eingriff gekommen und bewegen nunmehr den Hebel 6, der über die Lasche 5 das Schaltstück 2 in die Ausschaltstellung bringt. Der Bolzen 21 gleitet dabei in dem Schlitz 20 der Lasche 7, bis er an deren unterem Ende zur Anlage kommt. Damit 1st' der Ausschaltvorgang beendet.

Die Bewegungsvorrichtung, d. h. der Druckgasantrieb 13, spannt also zunächst die Einschaltfeder 9, ohne das Schaltstück 2 zu bewegen, und schaltet dann den Schalter aus, ohne die Einschaltfeder zu beeinflussen, so daß für beide Zwecke jeweils der volle Gasdruck zur Verfügung steht. Zur Einschaltung wird beispielsweise vermittels eines Magneten 25 die Klinke 4 ausgelöst, worauf die Einschaltfeder 9 den Hebel 8 und damit auch über die Lasche 7 den Schalthebel 6 in die gezeichnete Einschaltstellung bewegt. Die Zahnstangen, die wieder wechselseitig mit den Zahnrädern 11 und 15 in Eingriff kommen, bewegen den Antriebskolben 14 bei der Einschaltung wieder in die gezeichnete Lage.

Abb. 2 zeigt eine ähnliche Ausführungsform, jedoch mit dem Unterschied, daß hier zuerst der Schalter in die Ausschaltstellung gebracht wird und dann erst in fortschreitender Bewegung des Druckgasantriebes die Einschaltfeder gespannt wird. Die Einschaltfeder 9 ist hier zwischen den beiden Hebeln 6 und 8 aufgehängt. Der Hebel 8 ist bei 18 ortsfest gelagert und besitzt an seinem freien Ende eine Klinke 3. Ebenfalls mit dem Hebel 8 verbunden und bei 18 gelagert ist ein Hebel 29. Der Hebel 6, der bei 19 an einem festen Punkt gelagert ist, ist mit einem weiteren Hebel 30 verbunden, der an seinem freien Ende eine Rolle 31 trägt. Der Hebel 6 wird über die Antriebsstange 35 und den Kolben 14 durch Druckgas bewegt und hat an seinem freien Ende eine Nase 40. Über den Hebel 6 wird durch die Lasche 5 das Schaltstück 2 des Druckgasschalters 1 angetrieben. Außerdem ist eine Verriegelungsklinke 4 vorgesehen, die bei 39 an einem festen Punkt gelagert ist und mit einem weiteren Hebel 26 verbunden ist, der an seinem freien Ende die Rolle 27 trägt. Über diesen Hebel 26 wird die Verriegelungsklinke 4 von einer am Schaltstück 2 angebrachten Verdickung 28 gesteuert. Für den Hebel 6 ist noch eine Verriegelungsklinke 32 vorgesehen, die über den Hebel 33 gelöst werden kann.

Der Ausschaltvorgang spielt sich bei dieser Anordnung in folgender Weise ab: Der Antriebskolben 14 wird durch das durch den Stutzen 34 zugeführte Druckgas beaufschlagt und bewegt sich nach unten. Dadurch wird der Hebel 6 im Uhrzeigersinn gedreht. In diesem Teil des Ausschalthubes erfolgt die Ausschaltung des Schaltstückes 2. Da in der Einschaltstellung des Schaltstückes 2 die Klinke 4 ausgehoben ist, so wird der Hebel 8 über die Feder 9 vom Hebel 6 mitgenommen. Bis die Rolle 27 die Verdickung 28 verläßt und somit die Klinke 4 zum Eingriff bringen will, hat sich der Hebel 8 bzw. dessen Nase 3 schon so weit bewegt, daß die Klinke 4 nicht mehr zum Eingriff kommen kann. Gleichzeitig mit der Bewegung der Hebel 6 und 8 hat sich die Rolle 31 an dem Hebel 30 dem Hebel 29 so weit genähert, daß nach vollzogener Ausschaltung bei der Weiterbewegung des Hebels 6 der Hebel 8 entgegen der Drehrichtung des Uhrzeigers bewegt wird und dabei die Einschaltfeder 9 spannt. Am Ende der Ausschaltbewegung wird der Hebel 8 bei 4 und der Hebel 6 bei 32 yerklinkt. Durch die Wahl einer geeigneten Übersetzung zwischen den Hebeln 30 und 29 wird der Hebel 6 das Schaltstück 2 nur noch wenig nach unten (in der Ausschaltrichtung) bewegen. Der Hebel 8, der bei 4 verriegelt ist, dient nunmehr als fester Aufhängepunkt der Einschaltfeder 9, so daß

nach Lösen der Verriegelung 32 die Feder 9 den Hebel 6 in die gezeichnete Lage bewegt und den Schalter einschaltet. Kurz vor Beendigung des Einschalthubes wird dann durch die Steuerkurve 28 die Klinke 4 wieder ausgehoben, so daß die Anfangsstellung wiederhergestellt ist.

Bei der gezeichneten Anordnung wird also zuerst die Ausschaltung des Schalters bewirkt und dabei die Einschaltfeder 9 ungespannt mitbewegt. Erst am Ende bzw. nach vollendeter Ausschaltung des Schaltstückes wird die Feder 9 gespannt, so daß bei fortschreitender Bewegung des Schalterantriebes zuerst, unabhängig vom Spannen der Einschaltfeder, · der Schalter ausgeschaltet wird und dann, unabhängig von der Ausschaltung des Schalters, die Einschaltfeder gespannt wird. Eine zusätzliche Sicherheit kann man erreichen, wenn man die Anordnung so trifft, daß die Antriebsvorrichtung auf die

'■o Einschaltfeder 9 mit einem veränderlichen Hebelarm wirkt, der bei gleicher Schaltgeschwindigkeit eine der zunehmenden Gegenkraft der Feder entsprechende Steigerung der zum Spannen verfügbaren Kraft hervorruft.

In Abb. 3 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei der durch einen besonderen Kolben vor der Ausschaltung sowohl die Einschaltfeder 9 als auch eine Ausschaltfeder 57 gespannt werden. Die Bewegung des Schaltstückes beginnt erst dann, wenn der besondere Kolben 50 in seiner Endstellung angelangt ist. Das bewegte Schaltstück 2 des Druckgasschalters 1 ist über einen Isolierstab 41 und eine Lasche 42 mit dem Hebel 59 verbunden, der über eine Klinke 60 an einer weiteren Klinke 62 verriegelt ist. Ebenfalls mit dem bewegten Schaltstück ist die Lasche 56 verbunden, die den Schlitz 58 besitzt, in welchem sich der Federbolzen 68 bewegt. An der Lasche 56 und dem Bolzen 68 ist die Ausschaltfeder 57 aufgehängt. Der Bolzen 68 ist auf dem Hebel 54 befestigt, der von dem Kolben 50 über die Kolbenstange 55 und die Lasche 53 angetrieben wird. Der Hebel 54 ist lose auf der Welle 18 gelagert, auf welcher der Hebel 59 fest aufgebracht ist. An dem Hebel 54 ist ferner die Einschaltfeder 9 aufgehängt. Fest mit dem Hebel 54 ist die Klinke 61 verbunden.

Der Ausschaltvorgang vollzieht sich wie folgt: Nach dem Öffnen des Ventils strömt Druckgas,

z. B. Kohlensäure, durch das Rohr 10 in den Schaltraum des Druckgasschalters und über den Kolben 50. Dieser bewegt sich nach unten und dreht dabei den Hebel 54 um die Welle 18. Dabei werden sowohl die Ausschaltfeder 57 als auch die Einschaltfeder 9 gespannt. Die Schaltstücke bleiben zunächst in der Einschaltstellung, weil sie über die Lasche 42 und den Hebel 59 sowie die Klinke 60 festgehalten werden. Erst wenn die mit dem Hebel 54 verbundene Klinke 61 in die Verriegelungsklinke 67 einschnappt, hebt die Klinke 61 über die Nase 63 die Klinke 62 aus, und der Schalter kann nun unter Einwirken der gespannten Feder 57 ausschalten. Die Schaltstücke sind dann über die vorgespannte Feder 57 mit dem Hebel 54 gekuppelt. Zur Einschaltung wird die Klinke 67 über den Hebel 66 beispielsweise von einem Magnet 65 ausgelöst, und der Schalter schaltet unter Einwirkung der Feder 9 ein. Die wechselseitige Verriegelung der Hebel 59 und 54 kann in beliebiger Weise erfolgen; insbesondere können zwischen dem Auslösehebel 66 und dem Verriegelungshebel 67 der Einschaltfeder 9 Übersetzungen zur Erzielung einer leichten Auslösung beim Einschalten angeordnet werden. Zweckmäßig wird man die Verriegelung in einem gemeinsamen Gehäuse anordnen. Die dargestellte Anordnung erlaubt eine genaue Dosierung des Ausschaltgases, das während der Unterbrechung ungeschwächt den Schaltstellen zuströmt. Gleichzeitig stellt diese Anordnung eine wirksame druckabhängige Verriegelung dar, weil nämlich der Kolben 50 gleichzeitig als Druckprüfungskolben dient und erst bis in seine Endstellung gebracht werden muß, bevor die Ausschaltung beginnen kann. Die Ausschaltgeschwindigkeit ist nur durch die Feder 57 bestimmt und wird durch den Druckabfall, der durch die Ausströmung des Löschgases durch die Düse entsteht, nicht beeinflußt. Man hat also auch die Gewähr dafür, daß die einmal begonnene Ausschaltung unabhängig vom Druckabfall zu Ende geführt wird.

Bei allen vorbeschriebenen Anordnungen können zur Verhinderung der ungewollten Einschaltung durch Klinkenbruch 0. dgl. doppelte Festhaltungen vorgesehen sein, deren Bewegung außerdem noch von der Anwesenheit genügenden Druckes abhängig gemacht werden kann. Es wird dadurch verhindert, daß der Schalter bei ungenügendem Druck zur Ausschaltung eingeschaltet werden kann. Außerdem können noch Anordnungen vorgesehen werden, die notfalls das Spannen der Einschaltfedern auch von Hand oder durch Motor, Magnet o. dgl. zulassen.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Elektrischer Schalter, bei welchem sowohl für die Lichtbogenlöschung als auch für den Antrieb der Schaltvorrichtung bei der Ausschaltbewegung Druckgas verwendet wird, das dem Schalter über eine gemeinsame Druckgasleitung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung, die bei der Ausschaltbewegung eine Feder für die Einschaltbewegung spannt, mit der Schaltvorrichtung derart gekuppelt ist, daß das Spannen der Einschaltfeder und die Kontaktbewegung nicht gleichzeitig, sondern nacheinander, jedoch durch ein und denselben Bewegungsvorgang der Antriebsvorrichtung erfolgt.
2. 2. Schalter nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung der Antriebsvorrichtung, daß sie bei der x^usschaltbewegung zuerst die Einschaltfeder spannt, ohne die Kontakte zu bewegen, und erst nach dem Spannen der Feder die Kontakte mitnimmt.
3. 3. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Ausschaltung bewirkende Kolben einen größeren Weg als den Schalterhub zurücklegt und erst auf dem letzten Teil seines Weges nach vollzogener Ausschaltung des Schalters die Einschaltfedern spannt.
4. 4. Schalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltfeder

   (9) an einem veränderlich wirkenden Hebelarm derart gelagert ist, daß mit wachsender Federkraft der zum Spannen der Einschaltfeder wirksame Hebelarm verkürzt wird, wodurch die zum Spannen der Feder benötigte Kraft der Kolbenkraft angepaßt wird.
5. 5. Schalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, die ein Festhalten der Einschaltfeder in gespanntem Zustand nur dann gestatten, wenn die Feder völlig gespannt ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen