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Sicherheitseinrichtung für elektrische Schalter, insbesondere mit
Lichtbogenlöschung durch Druckgas . Bei elektrischen Schaltern, die durch ein strömendes
Druckmittel in die Ausschaltstellung bewegt werden, wird die Ausschaltung in der
Regel durch das Öffnen eines Ventils eingeleitet, das die Zufuhr des strömenden
Druckmittels, insbesondere Druckluft, zu der Antriebsvorrichtung freigibt, die im
allgemeinen als Kolbenantrieb ausgebilclet ist.
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Es kann nun unter Umständen vorkommen, daß der Schalter sich in der
Ausschaltrichtung bewegt, ohne daß der Antriebsz"linder mit dem Druckmittel beaufschlagt
wird. Dieser Fall tritt z. B. dann ein, wenn der Schalter sich beim Einschalten
nicht vorschriftsmäßig in der Einschaltstellung verklinkt und nun unter dem Einfluß
seines Gewichtes oder sonstiger Kräfte: in die Ausschaltstellung zurückfällt. Ein
derartiger Vorgang ist für den Schalter gefährlich, weil hierbei die Ausschaltbewegung
nicht mit der erforderlichen Geschwindigkeit erfolgt und daher- zu befürchten ist,
daß die Kontakte verschmoren und miteinander verschweißen oder daß nach ihrer Trennung
der Unterbrechungslichtbogen stehenbleibt und den Schalter zerstört.
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Diese Gefahr wird erfindungsgemäß durch zusätzliche von der Schalterstellung
beeinflußte Organe verhütet, welche die Zuführung des Druckmittels zur Ausschaltvorrichtung
selbsttätig dann bewirken, wenn sich die Schaltkontakte unter dem Einfluß anderer
Kräfte unbeabsichtigt in der Ausschaltrichtung bewegen. Hierbei wird nämlich sichergestellt,
daß sich die Ausschaltbewegung in jedem Falle mit genügend hoher Schaltgeschwindigkeit
vollzieht und auch bis in die Endstellung durchgeführt wird, so daß die obenerwähnten
Störungsmöglichkeiten ausgeschlossen sind. Besondere Vorteile bietet die Erfindung
bei solchen Schaltern, bei denen das Druckmittel auch gleichzeitig zur Lichtbogenlöschung
benutzt wird; denn hierbei wird in der Regel ein gemeinsames Ventil für die Beaufschlagung
der Antriebsvorrichtung und der Kontakte mit dem Druckmittel vorgesehen und infolgedessen
durch die erfindungsgemäße zusätzliche: Beeinflussung des Ventils nebenbei noch
die vorteilhafte Wirkung erzielt, daß auch die Löschmittelzufuhr zu den Kontakten
unter allen Umständen gewährleistet ist.
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Es ist bereits bei Schaltern, die über ein Getriebe eingeschaltet
und durch eine beim Einschalten gespannte Feder ausgeschaltet «erden, bekannt, ein
schnelles Ausschalten durch Betätigung einer Freilaufkupplung zu
bewirken,
wenn während der Z,inschaltbewegung die Antriebskraft ausbleibt oder ein Bruch in
den Getrieben auftritt. Dem-#@: gegenüber bezieht sich die Erfindung :#vx Schalter
mit Druckmittelantrieben, bei der. r° wesentlich andere Verhältnisse vorliegen 1.Ufs
bei Federantrieben mit Freilaufkupplung.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für die Anwendung der
Erfindung bei einem Druckgasschalter schematisch dargestellt. Das in einem Behälter
i aufgespeicherte Druckgas wird in bekannter Weise über ein Ventil 2 dem Antriebszylinder
3 und gleichzeitig der Kontaktstelle 4 zugeführt. Das Ventil 2 besitzt außer der
normalen elektromagnetischen Auslösevorrichtung 5, die durch einen Handbetätigungs.schalter
oder ein Überstromrelais gesteuert wird, noch eine weitere über eine Kniehebelanordnung
6 angreifende pneumatische AuslösevbTrichtung 7, die durch ein vermittels des Hebels
8 mecha ; nisch gesteuertes Ventil 9 betätigt werden kann. Die Kniehebelanördnung
6 dient dazu, bei normalen Auslösungen vermittels des Elektromagneten 5 die Ventilsteuerung
unabhängig von der Stellung des in dem :Zylinder 7 befindlichen Kolbens fo vornehmen
zu können. Das Schließen des Ventils 2 erfolgt unabhängig von den Öffnungsimpulsen
vermittels an sich bekannter, nicht dargestellter Mittel, z. B. gemäß Patent 548
989.
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Die zusätzliche Auslösevorrichtung 7, 9 dient dazu, das Ventil 2 auch
dann zur öffnen, m ein der Schalter sich bei geschlossenem Ventil in der Ausschaltrichtung
bewegt. Zu diesem Zweck besitzt die Schaltstange i i einen Mitnehmerstift 12, der
einen mit Langlochführung versehenen Hebel 13 betätigt. Der Hebel 13 sitzt
lose auf einer Welle. 14, auf der ein Ratschenrad 15 und ein Nocken 16 aufgekeilt
sind. Der Nocken 16 betätigt den mit einer Rolle 17 versehenen und um den Bolzen
18 drehbaren Hebel 8, der seinerseits das Ventil 9 steuert. Der Hebel z3 ist mit
dem Ratschenrad 15 durch eine Sperrklinke i9 gekuppelt, die in der Ausschaltstellung
des Schalters durch einen Anschlag 2o ausgelöst wird, worauf die Nockenwelle 14
durch eine Federei in die gezeichnete Ruhelage zurückgeführt wird. Der Schalter
wird in der gezeichneten Einschaltstellung durch eine nicht dargestellte Verklinkung
festgehalten, die normalerweise bei Beginn des Ausschaltvorganges, z. B. durch das
dem Ausschaltzylinder 3 zuströmende Druckgas, pneumatisch gelöst wird. Zum Einschalten
wird dem Antriebszylinder 3 Druckgas durch die Rohrleitung 22 zugeführt.
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Zur Erläuterung der Wirkungsweise sei. angenommen, daß der Schalter
beim Einschalten sich in der Einschaltstellung nicht vorschriftsmäßig verklinkt
hat und sich nun, beispielsweise unter dem Einfluß seines Ge-,tvichtes, in Richtung
des Pfeiles 23 in die '-Ausschaltstellung bewegt, ohne daß das *ntil 2 geöffnet
worden ist. In diesem Falle '#irde die Ausschaltbewegung zu langsam erifölgen, und
es würde infolgedessen der an der Koutaktstelle4 entstehende Unterbrechungslichtbogen
nicht zum Erlöschen kommen, zumal da auch eine Druckgasbeblasung der Kontaktstelle
nicht stattfinden würde. Hier tritt nun die zusätzliche Auslösevcrrichtung für das
Ventil :2 in Wirksamkeit, indem das Schaltgestänge i i vermittels des Mitnehmers
12 den Hebel 13 entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, der seinerseits über die
Sperrklinke 1,9 das Ratschenrad 15 mitnimmt. Infolgedessen wird die Welle 14 in
Drehung versetzt, und der Nocken 16 dreht den Hebel 8 im Uhrzeigersinne, so. daß
dieser das Ventil 9 öffnet. Hierdurch strömt Druckgas von dem Behälter i über die
Rohrleitung 24 und das Ventil 9 in den Auslösezylinder i, dessen Kolben sich nach
rechts bewegt, sobald genügender Druck in dem Zylinder 7 vorhanden ist. Hierdurch
wird über das Gestänge 6 das Ventil :2 geöffnet, so daß der Antriebszylinder 3 mit
Druckgas beaufschlagt -wird und der Schaltvorgang unter gleichzeitiger Beblasung
der Kontaktstelle 4 mit der vorgeschriebenen Schaltgeschwindigkeit durchgeführt
wird. Die Anordnung ist so getroffen, daß diel Öffnung des Ventils 2 bereits erfolgt,
bevor sich die Kontakte 4 getrennt haben. Hierdurch werden Beschädigungen des Schalters
durch zu langsames Ausschalten oder fehlende Kontaktbeblasung verhütet.
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Sobald der Schalter in die Ausschaltstellung kommt, stößt die Klinke
i9 gegen den Anschlag 2o und wird hierdurch von dem Ratschenrad 15 entkuppelt, das
durch die Feder 21 nunmehr mitsamt der Welle 14 und dem Nocken 16 in die Ruhelage
zurückkehrt, worauf auch der Hebel 8 das Ventil 9 freigibt und es in seine Schließstellung
zurückkehren läßt.
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Um bei normalen Schaltvorgängen, bei denen die Ausschaltbewegung durch
Öffnung des Ventils 2 vermittels des Auslösers 5 eingeleitet wird, das Ansprechen
der zusätzlichen Auslösevorrichtung zu verhindern, ist der Zylinderraum 7 in bezug
auf den Durchgangsquerschnitt des Ventils 9 so. groß bemessen, daß der Kolben fo
erst mit einer gewissen Verzögerung bewegt wird. In diesem Falle wird also das Ventil
9 durch Auslösen der Klinke i9 vor dein Ansprechen des Auslösekolbens fo wieder
geschlossen. -Die Verzögerung kann durch Drosselvorrichtungen ; in der Zuleitung
zu dem Zylinder 7 oder durch regelbare Entlüftungsöffnungen an
diesem
einstellbar gemacht werden. Die Einstellang erfolgt so, daß der Auslösekolben io
nur dann eine Öffnung des Ventils 2 bewirkt, wenn die Ausschaltbewegung des Schalters
eine längere Zeit dauert, als sie für den normalen Ausschaltvorgang vorgesehen ist.
Beim Üffnen des Ventils 2 vermittels des Auslösers 5 knickt das Kniehebelgestänge
6 ein, so daß die Ventilbewegung unabhängig von Iler Stellung des Auslösekolbens
io erfolgt.
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Die Einrichtung wirkt infolge derRatschenanordnung 5 so, daß bei der
Einschaltbewegung keine Beeinflussung des Nockens 16 durch den Hebel 13 erfolgt,
so daß hierbei eine Öffnung des Ventils 9 und damit auch des Ventils 2 nicht stattfindet.
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Anstatt eines pneumatischen Auslösers kann man auch eine elektrische
zusätzliche Auslösev-o,rrichtung anordnen, z. B. in Form einer Kontaktvorrichtung,
die durch das Schaltgestänge bei seiner Ausschaltbewegung betätigt wird und einen
Stromkreis für die Öffnung des Ausschaltventils :2 steuert. In diesem Falle wird
man zweckmäßig eine elektrische Verzögerungseinrichtung (Zeitrelais) vorsehen und
die Anordnung so treffen, daß die Kontaktvorrichtung bei der Einschaltbewegung durch
das Gestänge nicht betätigt wird.
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Die Sicherheitseinrichtung gemäß der Erfindung ist mit Vorteil auch
bei Leistungsschaltern anderer Art anwendbar, z. B. bei Flüssigkeitsschaltern, sofern
ihre Antriebsorrichtung mit einem Druckmittel arbeitet, das den Schalter in die
Ausschaltstellung bewegt.