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Schalter reit Lichtbogenlöschung durch strömendes Druckgas Die Erfindung
betrifft einen Schalter mit einer Schalterwelle, die sich ständig- in der gleichen
Richtung dreht, und mit Lichtbogenlöschung durch Anblasen mittels eines Gases, das
in einem von einem Energiespeicher, zum Beispiel einer Feder, angetriebenen Kompressor
unter Druck gesetzt wird, wobei der Energiespeicher gleichzeitig einerseits das
Einrücken des Schalters und andererseits mittelbar oder unmittelbar dessen Ausrücken
bewirkt. Die Eigenart des Schalters nach der Erfindung besteht darin, daß die Schalterwelle
einerseits mit dem Energiespeicher über ein Kurbelgestänge verbunden ist, dessen
auf die Schalterwelle aufgekeilte Kurbel lediglich aus einer Kurvenscheibe besteht
und während eines Stromschließens und Stromöffnens des Schalters eine vollständige
Umdrehung ausführt, und andererseits an den beweglichen Kontakt des Schalters über
eine mechanische Gelenkverbindung,.enthaltend eine Rolle, angeschlossen ist, die
auf der Kurvenscheibe abläuft, wobei die Kurvenscheibe eine solche Form besitzt,
daB die Rolle die Kurvenscheibe während oder am Ende der Ausschaltbewegung verläßt
und am Ende der Ladeperiode des Speichers mit der Kurvenscheibe von neuem in Berührung
kommt.
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Bei bekannten Schaltern, die eine sich ständig in gleicher Richtung
drehende Schalterwelle besitzen, ist diese Schalterwelle nicht in der angegebenen
Art mit dem Energiespeicher und dem beweglichen Kontakt des Schalters verbunden.
Vielmehr sitzt bei der bekannten Anordnung eine Kurvenscheibe lose auf der Schalterwelle
und regelt nicht die Bewegung des beweglichen Schalterkontaktes, so daß die Scheibe
dort nur die einfache Aufgabe hat, die Einrückung des Schalters in kontinuierlicher
Art herbeizuführen. Demgegenüber wird es durch die Erfindung ermöglicht, durch die
Drehung der Schalterwelle folgende vier Vorgänge einerseits mit baulich einfachen
Mitteln und andererseits mit der für die Arbeit des Schalters erforderlichen Genauigkeit
zu steuern: Die Aufladung des Energiespeichers, das Einrücken und das Ausrücken
des Schalters und das richtige Anblasen des Lichtbogens. Das Anblasen kann bei der
Vorrichtung nach der Erfindung zeitlich und mengenmäßig so geregelt werden, daß
der mit der Vorrichtung nach der Erfindung versehene Schalter für höchste Abschaltleistungen
brauchbar ist.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt.
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Fig. i zeigt einen Längsschnitt durch einen Schalter, der von einer
den Energiespeicher bildenden Feder in Tätigkeit gesetzt wird. Dabei ist das Getriebe
zum Spannen der Feder schaubildlich dargestellt. Die gesamten Teile haben die der
Einrücklage des-Schalters entsprechende Stellung.
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Fig. z und 3 zeigen im Schnitt einen Teil des Schalters in anderen
Stellungen, und zwar Fig. a in ausgerückter Stellung mit nichtgespannter Feder und
Fig. 3 in ausgerückter Stellung mit gespannter Feder.
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Der Schalter besteht aus einem an einem Isolator fest angebrachten
Kontakt i und einem in einem isolierten Halter beweglichen Kontakt 2. Die Druckluft
zutn Anblasen des Lichtbogens,
der bei der Trennung dieser beiden
Kontakte erzeugt wird, wird auf diesen Lichtbogen gerichtet, indem sie aus dem Zylinder
3, wo sie gepreßt wird, durch den hohlen Isolierträger des festen Kontaktes hindurchtritt.
Im Innern des Preßzylinders ist ein Kolben 4 vorgesehen, der mit dem Zylinder .3
den Luftkompressor bildet.
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Der Kolben ist der Wirkung eines Energiespeichers unterworfen, der
aus einer im Innern des Zylinders 3 zwischen einem Deckel und dem Kolben gelegenen
Feder 5 besteht. Vermittels des Kolbens ist die Feder 5 an ein Gestänge angeschlossen,
bestehend aus einer Lenkstange 6 und einer Kurbel?, welch letztere um- ihre Achse
8 im Uhrzeigersinne umlaufen kann.
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Als Antriebsorgan des Schalters i, 2_ dient ein Winkelhebel 1i, von
dem das eine Ende durch eine Stange i2 mit dem beweglichen Kontakt 2 des Schalters
verbunden ist. ' Die Vorrichtung.zur zeitweiligen Verbindung der Antriebsfeder 5
mit dem Schalter besteht einerseits äus einem Kurvenstück g, g', das an der Kurbel
? befestigt ist, und andererseits aus einer vom rückwärtigen Ende des Winkelhebels
=i getragenen Rolle io. Die Kurve g dient zum Einrücken, die Kurve g' zum Ausrücken
des Schalters. Die Kurve g' wird von einer Führung gebildet, in welcher die Rolle
io gleiten kann.
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Der Winkelhebel ii steht unter Wirkung einer Feder 13, die bestrebt
ist, die Schalterkontakte in ausgerückter Stellung zu halten.
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Auf der Kurbelachse 8 sitzt lose ein Zahnrad r4, das mit einer Schnecke
15 in Eingriff ist, die ihrerseits von einer Kurbel r6 in Drehung versetzt werden
kann. Am Zahnrad 14 ist ein Mitnehmer 17 angebracht, der beim Drehen des Zahnrades
gegen einen an der Achse 8 festsitzenden Arm 18 anschlägt.
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Außerdem ist an der Welle 8 ein Zahn ig befestigt, in dessen Bahn
zwei Klinken 2o und 21 liegen, die so angeordnet sind, daß der Zahn ig während des
Umlaufs der Welle 8 nacheinander mit ihnen in Eingriff kommt.
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Die Klinke 2o kann durch einen Knopf 22 oder irgendein Einrückrelais
22' verstellt werden, die Klinke 21 durch einen Knopf 23 oder ein Ausrückrelais
23'.
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Beim Arbeiten dieses Schalters hat man drei Stufen zu unterscheiden,
deren je eine dem Ausrücken des Schalters, dem Spannen der Feder und dem Einrücken
des Schalters entsprechen: Ausrückung. Im eingerückten Zustande gemäß Fig. i befindet
sich die Rolle to der Kupplungsvorrichtung im Innern der Kurvenführung g'. Um den
Schalter auszurücken, wird entweder durch den Elektromagneten 23' oder durch den
Druckknopf 23 auf die Klinke 21 eingewirkt, so daß der Zahn 1g frei wird. In diesem
Augenblick wird die aufgespeicherte Energie in der gespannten Feder 5, die bisher
durch die Klinke 21 blockiert war, frei und stößt den Kolben 4 bis zum Hubende,
wodurch im Zylinder 3 die Druckluft zum Löschen desAbreißlichtbogens erzeugt wird.
Außerdem bewirkt die Feder 5 beim Verschieben des Kolbens auch ein Ausschwingen
der Kurve g', wodurch die Rolle ro so verstellt wird, daß der rechte Teil des Winkelhebels
i1 niedergeht und die Kontakte trennt. Die Form der Kurve g' ist so gewählt, daß
die wirkliche Trennung der Kontakte und das Zünden des Lichtbogens erst in dem Augenblick
stattfindet, wo nach einer gewissen Verstellung des Kolbens 4 der Blasdruck bereits
eine ausreichende Stärke erreicht hat. Nach der Trennung der Kontakte 1, 2 verläßt
das Kurvenstück g' die Rolle 1o, wodurch die Verbindung zwischen der Feder 5 und
dem Kontakt 2 unterbrochen wird.
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Durch Verminderung der Länge der Kurvenstrecke g' kann man den Zeitpunkt
der Entkupplung vorrücken und dann das endgültige Ausrücken des. Schalters unter
Wirkung der Feder 13 oder irgendeiner anderen von der Feder 5 unabhängigen Kraft
eintreten, lassen.
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Nunmehr sind die Antriebsvorrichtungen des Schalters und des Kompressors
in diejenige Stellung gelangt, die in Fig. a dargestellt ist, wobei die Feder 5
vollständig entspannt ist und die Kurbel 7 und die Stange 6 sich in ein und derselben
geraden Linie, in der Totpunktlage, be-. finden.
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Spannung der Feder. In der ausgerückten Lage wird das Schaltermesser
2 durch die Feder 13 festgehalten. Um nun die Triebfeder 5 zu spannen, dreht man
die Schnecke 15 vermittels derNurbel16, derart, daß der 14litnehmer 17 des Zahnrades
14 den Arm 18 der Welle 8 mitnimmt und dadurch das Kurbelsystem 6, 7 verstellt wird.
Sobald das Kurbelgestänge 6, 7 den unteren Totpunkt überschreitet, wird die Feder
5 gespannt. Das Kurbelgestänge 6, 7 und die Welle 8 werden so weit mitgenommen,
bis nach einer sehr kleinen. Winkelverstellung der Welle 8 der Zahn ig an die Einrückklinke
2o anstößt, wie es in punktierten Linien in Fig. 1 angedeutet ist. In diesem Augenblick
wird sogleich die Schnecke 15 selbsttätig durch eine nicht dargestellte Vorrichtung
gesperrt und kann nicht wieder bewegt werden, bevor nicht eine neue Einrückung und
Ausrückung des Schalters stattgefunden hat. Die Vorrichtung verbleibt also nun in
der Lage, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, wobei die Rolle io der Vorrichtung
zur Kupplung der Feder 3 mit dem Schalter mit der Einrückkurve g in Berührung gelangt
ist.
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Einrückung. Zum Einrücken, das heißt, um aus der Stellung der Fig.
3 in die Stellung der Fig. i überzugehen, wird durch- den Elektromagneten 22' oder
durch den Druckknopf 22 auf die Klinke 2o eingewirkt, wodurch der Zahn ig der Welle
8 frei wird. Damit wird wieder die belzannte Feder 5 frei und bewirkt unter gleichzeitiger
Verschiebung
des Kolbens .f eine Umdrehung der Kurbel 7 um ungefähr 20 ', bis der Lahn ig der
Welle 8 wieder gegen die Klinke 21 stößt. Während dieser Winkeldrehung der Kurbel
wird die Rolle io von der Kurve g nach links gedrückt, so daß der Winkelhebel ii,
unter Spannung der Haltefeder i3, den Schalter einrückt.
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Die Anordnung nach der Erfindung gestattet also, durch eine einzige
Feder 5 sowohl das Anblasen des Lichtbogens als auch das Ein- und Ausrücken des
beweglichen Schalterkontaktes zu bewirken. Die einzige Handhabung, um den Schalter
in Betriebszustand zu versetzen, besteht im Spannen der Feder 5, deren Entspannung
in zwei Stufen die verschiedenen Bewegungen des Kontaktes und die Blasung bewirkt.
Ein anderer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sich während aller
Arbeitsstufen die Welle 8 stets in gleicher Richtung dreht, sowohl für das Spannen
der Feder als auch für die verschiedenen Schalterbewegungen. Infolgedessen wird
der elektrische Antrieb, den man gegebenenfalls zum Aufziehen der Feder vorsehen
kann, entweder an Stelle, der Handkurbel 16 oder neben dieser, sehr einfach.