DE588693C

DE588693C - Schalter mit Lichtbogenloeschung durch Druckgas

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Publication number: DE588693C
Application number: DER77855D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1928-10-02
Filing date: 1929-04-16
Publication date: 1933-11-28

Description

Bei Schaltern mit Lichtbogenlöschung durch Druckgas werden die besten Ergebnisse in bezug auf die Abschaltleistung erzielt, wenn die Elektroden im Augenblick der Lichtbogenlöschung einen bestimmten Abstand voneinander besitzen. Es ist deshalb vorteilhaft, während des Schaltvorganges diesen günstigsten Löschabstand bis zum Erlöschen des Unterbrechungslichtbogens beizubehalten. Bei einem bekannten Schalter mit gasförmigem Löschmittel geschieht dies in der Weise, daß die Kontakte zunächst auf eine bestimmte Entfernung getrennt werden; in dieser Stellung soll dann der bewegte Kontakt stillstehen, bis der Lichtbogen erloschen ist, und dann soll der Kontakt wieder weiter bewegt werden.

Die völlige Unterbrechung der Kontaktbewegung bei einem bestimmten Kontaktabstand hat jedoch erhebliche Nachteile, da der günstigste Löschabstand für die Kontakte von Druckgasschaltern keine ein für allemal bestimmte Größe ist, sondern sein Wert in gewissen Grenzen in Abhängigkeit sowohl von dem Gasdruck als auch von der zu unterbrechenden Stromstärke schwankt. Da nun sowohl die Stromstärke als auch der Gasdruck selbst gewissen Schwankungen unterworfen sind, so wird bei einem Schalter, dessen Kontaktbewegung im Augenblick der Löschung bis zum Stillstand abgebremst wird, nur in den seltensten Fällen sich der bewegte Kontakt während dieser Stillstandsperiode gerade in der Stellung befinden, welche für die Lichtbogenlöschung die günstigste ist. Infolgedessen arbeitet ein derartiger Schalter im allgemeinen noch ungünstiger als bei gleichförmiger Kontaktbewegung.

Um diese Nachteile zu vermeiden, wird bei einem Schalter mit Lichtbogenlöschung durch strömendes Druckgas erfindungsgemäß die Anordnung so getroffen, daß die Schaltgeschwindigkeit bei der Kontakttrennung groß, dann stark verringert und nach dem Ende des Schaltweges zu wieder erhöht ist. Es wird also nicht wie bei dem bekannten Schalter die Kontaktbewegung in einer Zwischenstellung unterbrochen, sondern die Kontaktvorrichtung lediglich über einen gewissen Bereich (Löschzone) langsam bewegt. Hierdurch erreicht man mit Sicherheit, daß derjenige Kontaktabstand, bei welchem die Löschverhältnisse am günstigsten sind, langsam durchlaufen wird und in allen Fällen eine sichere Löschung des Lichtbogens eintritt, wobei eine weitgehende Unabhängigkeit von den Schwankungen des Gasdrucks und der Stromstärke vorhanden ist.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die mechanische Beanspruchung des Antriebsmechanismus stark verringert wird, da bei nur teilweiser Abbremsung der Kontaktbewegung erheblich kleinere Massenkräfte entstehen als bei vollkommener Stillsetzung; dies um so mehr, als im Interesse einer kurzen Löschzeit die anfängliche Kontaktbewegung sehr schnell er-

folgen muß. Außerdem ergibt sich bei der neuen Anordnung die Möglichkeit, daß man den Beginn der beschleunigten Kontaktbewegung am Ende der Periode der langsamen Bewegung einfach von der Stellung der Schaltvorrichtung abhängig macht, d. h. daß man den mit verringerter Schaltgeschwindigkeit zurückgelegten Weg als Maß für die Dauer der langsamen Kontaktbewegung ausnutzt. Dies wäre nicht möglich, wenn man die Schaltgeschwindigkeit auf Null abbremsen würde, weil hierbei die Schaltvorrichtung selbst aus sich heraus keinerlei Möglichkeit bietet, den Zeitpunkt zu erfassen, in welchem die Kontaktbewegung wieder beginnen kann. Man würde vielmehr bei der letztgenannten Anordnung besondere Zeitrelais o. dgl. benötigen, die bei der Anordnung gemäß der Erfindung entbehrlich werden. Durch die Erfindung wird also nicht nur die mechanische Beanspruchung der Schaltvorrichtung herabgesetzt, sondern auch der Antrieb in erheblichem Maße vereinfacht.

Bei der Ausbildung der Antriebsvorrichtung ist zu beachten, daß die ungleichförmige Kontaktbewegung nur beim Ausschaltvorgang günstig ist, dagegen beim Einschalten unerwünscht wäre, weil man, wenn das Einschalten ohne Beblasung vorgenommen wird, befürchten muß, daß ein Überschlag zwischen den genährten, langsam bewegten Elektroden erfolgt, wodurch Überspannungen und Beschädigungen an den Kontakten hervorgerufen würden. Es ist deshalb erforderlich, daß im Gegensatz zur Ausschaltbewegung die Einschaltbewegung mit größter und gleichförmiger Geschwindigkeit vorgenommen wird.

Um diese Bedingungen zu erfüllen, kann man z. B. die Antriebsvorrichtung so ausbilden, daß auf der Antriebswelle Zahnräder verschiedener Teilkreisdurchmesser sitzen, in welche wechselweise Zahnräder, die auf der Schalterwelle befestigt sind, in Eingriff kommen, derart, daß bei gleichbleibender Umfangsgeschwindigkeit der Antriebswelle die Umfangsgeschwindigkeit der Schalterwelle im Verlauf der Ausschaltbewegung sich entsprechend ändert. Hierbei sind die Zahnräder über Sperrkegel mit den Wellen gekuppelt, so daß bei Wechsel der Drehrichtung (Einschaltbewegung) nur Übersetzungsräder für gleichförmige Geschwindigkeit wirksam sind.

Einen anderen Weg, den gleichen Effekt zu erreichen, stellt eine Anordnung dar, bei welcher die Kupplung zwischen Antriebsund Schalterwelle durch ein elastisches Zwischenglied (Feder o. dgl.) erfolgt. Hier wird die Schalterwelle mit großer Geschwindigkeit von der Antriebswelle solange mitgenommen, bis erstere gegen einen Anschlag zu liegen kommt, der erst im letzten Teil der Schaltbewegung gelöst wird. Der Antrieb hat inzwischen seine Energie in dem elastischen Zwischenglied aufgespeichert, die nach Lösung des Anschlages den Schalter mit größerer Geschwindigkeit in die Ausschaltstellung bewegt. Die Einschaltbewegung vollzieht sich ohne Zwischenstellung.

Besonders einfach wird die Anordnung, wenn, man für die Schaltvorrichtung einen pneumatischen Antrieb verwendet und den Druck vor und hinter dem Antriebskolben abhängig von der Kolbenstellung in entsprechender Weise veränderlich macht. Zu diesem Zweck ordnet man an dem Druckzylinder eine Umlaufleitung an, deren öffnung und Schließung" durch den zur Bewegung der Schaltvorrichtung dienenden Antriebskolben selbst in Abhängigkeit von seinem Bewegungszustand gesteuert wird. Durch ein Rückschlagventil in der Umlaufleitung wird erreicht, daß die ungleichförmige Schaltbewegung nur während des Ausschaltvorganges eintritt.

Ein Ausführungsbeispiel der letzgenannten Art ist in der Zeichnung dargestellt.

In der Abbildung ist der Antriebszylinder 25 eines pneumatischen Druckgasschalterantriebes gezeichnet, in welchem sich der Kolben 26 mit der Kolbenstange 27 bewegt. Mit letzterer ist der nicht gezeichnete bewegliche. Kontakt verbunden. Durch ein Rohr 28 wird das Druckgas für die Ausschaltbewegung zugeführt, während die Druckgaszuführung für die Einschaltbewegung durch ein Rohr 29 erfolgt. An dem Zylinder 25 ist ein Umströmrohr 30 angeordnet, in welches ein Rückschlagventil 31 eingebaut ist. Ein Entlüftungsrohr 32 mit Emstellhahn 33 dient zur Regelung der Schaltgeschwindigkeit. Der Ausschaltvorgang vollzieht sich wie folgt:

Durch das Rohr 28 strömt Druckgas hinter den Kolben 26 und bewegt diesen zunächst mit großer Geschwindigkeit nach rechts, da durch das Rohr 32 die rechte Zylinderseite entlüftet wird. Nach einem gewissen einstellbaren Weg gibt der Kolben 26 den Gaszutritt von dem linken Zylinderteil nach dem Umlaufrohr 30 frei; das Druckgas strömt durch dieses und durch das Ventil 31 nach der rechten Zylinderseite vor den Kolben. Infolgedessen nimmt die Geschwindigkeit des Kolbens 26 entsprechend der geringen Druckdifferenz vor und hinter dem Kolben stark ab. Da aber die rechte Zylinderseite durch das Rohr 32 entlüftet wird, so bewegt sich der Kolben langsam weiter, bis er den Druckgasaustritt aus dem Rohr 30 verschließt. Jetzt vergrößert sich die Druckdifferenz der bei-

den Kolbenseiten wieder, so daß die Bewegung des Kolbens beschleunigt und die Schaltbewegung schnell zu Rude geführt wird. Beim Einschalten verhindert das Rückschlagventil 31 den Druckausgleich zwischen den beiden Kolbenseiten, so daß sich der Einschaltvorgang ohne Geschwindigkeitsverminderung vollzieht.

Die beschriebene Anordnung ist in gleieher Weise auch bei anderen Arten von pneumatischen Antrieben, z. B. bei Drehkolben- oder Turbinenantrieben, verwendbar.

Claims

Patentansprüche:

1. Schalter mit Lichtbogenlöschung durch Druckgas, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltgeschwindigkeit bei der Kontakttrennung groß, dann stark ver-

ringert und nach dem Ende des Schaitweges zu wieder erhöht ist.

2. Schalter nach Anspruch r mit pneumatischem Antrieb, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Schallgeschwindigkeit durch eine Änderung des Druckunterschiedes vor und hinter dem Antriebskolben in Abhängigkeit von der Kolbenstellung erfolgt.
j 3. Schalter nach Anspruch 2, gekenn-

zeichnet durch die Anordnung einer Druckgasumlaufleitung am Antriebszylinder, welche durch den Antriebskolben derart gesteuert ist, daß das Druckgas nach einem bestimmten Kolbenweg von der Kolbenseite, auf die der Ausschaltdruck wirkt, auf die Gegenseite strömt und nach einem weiteren Kolbenweg daran verhindert wird.

4. Schalter nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Anordnung eines Rückschlagventils in der Umlauf leitung, welches das Umströmen nur bei der Ausschaltbewegung zuläßt.

5. Schalter nach Anspruch τ und 2, gekennzeichnet durch eine regelbare Entlüftungsöffnung im Antriebszylinder.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen