-
Druckluftantrieb für elektrische Schalter Die Erfindung geht von der
Erkenntnis aus, daß für den störungsfreien Betrieb eines elektrischen Schalters,
insbesondere eines Druckgasschalters, bei dessen Abschalten erwünscht ist, die Kontakte
zunächst mit einer verhältnismäßig großen Geschwindigkeit voneinander zu trennen
und dann die Geschwindigkeit zu verringern, um während dieser zweiten Bewegungsphase
ein intensives Beblasen der Kontakte zu bewirken.
-
Es sind Druckluftantriebefür trommelförmige, zum Steuern von Motoren
o. dgl. dienende Kontroller bekannt, bei denen mehrere Druckluftflaschen bzw. -kammern
Verwendung finden, deren Anzahl sich nach der Stufenzahl des Kontrolleis richtet
und die ausschließlich die Aufgabe haben, durch Abzapfen der Luft aus dem Antriebszylinder
ein aufeinanderfolgendes schrittweises Anhalten der Kolbenstange zu bewirken. Abgesehen
vom anderen Problem soll hierbei das schrittweise Anhalten der Antriebsstange nur
bei einer Bewegungsrichtung herbeigeführt werden, während bei der entgegengesetzt
gerichteten Bewegung die Antriebsstange uriverzögert fortbewegt werden soll, zu
welchem Zwecke ein zweiter offener Antriebszylinder mit einem dazugehörigen Kolben
verwendet wird.
-
Es ist ferner bekannt, zum schnellen Trennen der Kontakte und zum
hierauf folgenden verlangsamten Bewegen oder Stehenbleiben des Schaltstiftes in
der wirksamsten Beblasungszone Druckluftantriebe zu verwenden, bei denen der den
beweglichen Kontakt beeinflussende Antriebskolben selbst die Schaltgeschwindigkeit
steuert, indem die durch den Antriebskolben voneinander getrennten Antriebszylinderräume
mittels einer ein Rückschlagventil aufnehmenden Umlaufrohrleitung miteinander verbunden
sind. Um die beim jeweiligen Bewegungsvorgang auftretenden Massenkräfte und -energien
zum Vermeiden gefährlicher Schläge elastisch aufzufangen, sind bei derartigen Druckluftantrieben
in der Regel besondere zusätzliche Dämpfungsvorrichtungen erforderlich. Im übrigen
sind diese Antriebsvorrichtungen insofern unvollkommen, als sie zum Versagen der
Steuerung führen, wenn der Kolben aus irgendeinem äußeren Grunde in der Zwischenstellung
zwischen den beiden Mündungen des Umlaufrohres stehenbleibt. Die im Antriebszylinder
vorgesehene Entlüftungsleitung kann hierbei wohl die Geschwindigkeit des in Bewegung
befindlichen Kolbens durch Veränderung der Druckverhältnisse vor und hinter dem
Kolben beeinträchtigen, ist aber nicht imstande, die Druckverhältnisse in dem Maße
zu beeinflussen, daß der Kolben aus seinem Ruhezustand herausgebracht wird.
-
Demgegenüber wird durch die Erfindung ein Druckluftantrieb für elektrische
Schalter geschaffen, der selbsttätig sowohl die Steuerung als auch die Dämpfung
der Bewegung des Antriebskolbens
übernimmt und der hinsichtlich
der Wirkungsweise infolge seiner einfachen Ausbildung und Anordnung äußerst zuverlässig
ist. Durch die zweckmäßige Steuerung wird fer' ein geringer Luftverbrauch für die
Beblas der Kontakte gewährleistet, sofern es sich die Anwendung des Druckluftantriebes
für ä Druckgasschalter handelt: Ein weiterer Vorteil des Erfindungsgegenstandes
besteht darin, daß beim Ausschalten eine Reservekraft zur Verfügung steht, welche
die Schaltbewegung unabhängig von der Beblasung zu Ende führt. Beim Einschalten
wird wiederum bewirkt,: daß der Schaltstift in seiner letzten Bewegungsphase abgedämpft
wird.
-
Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß die zusätzliche Drucklüftkammer
an den einen beiderseitig mit Druckluft zu beaüfschlagenden Antriebskolben aufnehmenden
Antriebszylinder in der Nähe der die Ausschaltdruckluft liefernden Leitung derart
angeschlossen, daß sich die Druckluftkammer beim. Ausschaltvorgang nach der erfolgten
schnellen Trennung der Kontakte in der für die Löschung günstigsten Stellung derselben
zueinander mit Druckluft füllt und dadurch die Schaltgeschwindigkeit des mit dem
Antriebskolben verbundenen beweglichen Kontaktes vorübergehend verzögert; während
anschließend nach dem Auffüllen der Druckluftkammer die Schaltgeschwindigkeit wieder
beschleunigt wird.
-
Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Druckluftantriebes
veranschaulicht; es zeigen Abb. i eine schematische Anordnung des Druckluftantriebes
für einen Druckgasschalter, Abb. 2 die Anordnung des Druckluftantriebes für einen
Lokomotivschalter bzw. für einen Wandschalter.
-
Die für, die beiden Ausführungsformen gemeinsamen bzw. entsprechenden
Anlageteile sind mit gleichen Bezugzeichen angegeben.
-
In einem Zylinder i ist ein Antriebskolben 2 vorgesehen, der beispielsweise
einen stiftförmigen Kontakt 3 trägt, der mit einem feststehenden Kontakt 4 zusammenarbeitet.
Die zum Einschalten dienende, in diesem Falle das Aufwärtsbewegen des Antriebskolbens
2 bewirkende Druckluft wird dem Zylinder i von einer Druckluftquelle bzw. Druckluftversorgungsanlage
in der Richtung des Pfeiles 5 zugeführt, wobei im Wege der Einschaltluftzufuhr ein
Regulierorgan und außerdem eine Membrane 6 angeordnet sind, die beispielsweise aus
einem eine einstellbare Feder 7 aufnehmenden elastischen Gehäuse bzw. Kissen besteht.
Die Verwendung einer Membrane ist gegenüber den gebrauchliehen Regulierorganen insofern
vorteilhaft, als beim Schalten, z. B. auf Kurzschluß, die Membrane aufgedrückt wird
und einen großen Quer schnitt zum Austritt der noch vorhandenen Einschaltluft aus
dem Antriebszylinder i freigibt. Die zum Ausschälten dienende Luft gelangt in Richtung
des Pfeiles 8 durch die Drucktleitung 9, die zugleich auch zum Zuführen Blasluft
zu dem die Kontakte aufnehmenden altraum dienen kann, über ein regulierbares 'ckschlagventil
ii oder eine Drossel zu dem dem Schaltraum zugekehrten Raum des Antriebszylinders
i. An den Antriebszylinder i ist erfindungsgemäß eine oder mehrere Druckluftkammern
14 angeschlossen. Hierbei kann die Anordnung der Kammer r4 entweder so gewählt werden,
daß der Antriebskolben 2 in der Einschaltstellumg oberhalb der Mündung 13 der Druckluftkammer
oder so liegt, daß er diese Mündung verdeckt. Das Fassungsvermögen der Druckluftkammer
14 beträgt z. B. ein Vielfaches des Antriebszylinderraumes, der oberhalb der Mündung
13 der Druckluftkammer liegt.
-
Beim Einschalten wird nach dem erfolgten Öffnen des nicht dargestellten
Haupteinschaltorgans die Membrane 6 durch die in Richtung des Pfeiles 5 strömende
Luft zusammengedrückt, so daß die Luft in den Antriebszylinder i gelangt und den
Antriebskolben in Richtung zur Kontaktstelle bewegt.
-
Beim Ausschalten wird nach dem erfolgten Öffnen des nicht angegebenen
Hauptausschältorgans der Antriebskolben schnell bewegt, wodurch die Kontakte entsprechend
schnell voneinander getrennt werden, bis der Antriebskolben die Mündung
13 erreicht bzw. überschreitet. Nunmehr wird ein wesentlicher Teil der zum
Ausschaltvorgang bestimmten Luft mittels der Drückluftkammer 14 abgezapft und dadurch
der Druck auf den Antriebskolben 2 und somit die Schaltgeschwindigkeit verringert:
Der Zeitintervall, in dem die Abzapfung der Druckluft erfolgt, wird zur intensiven
Beblasung der Schaltkontakte benutzt. Zugleich mit der durch den Antriebskolben
selbst verursachten Verminderung der Geschwindigkeit wird eine Dämpfung der beweglichen
Massen eingeleitet. Durch die weiter nachströmende Druckluft aus der Leitung 9 füllt
sich die Kammer 14 und der über dem Kolben 2 liegende Raum mit Druckluft, wodurch
der Kolben wiederum Beschleunigung erfährt. Ist nun beispielsweise der Druck in
der Leitung 9 abgesunken, so kann trotzdem durch die aufgespeicherte Luft die Bewegung
des Kolbens 2 fortgesetzt werden, da die Druckluftkammer 14 nunmehr als Speicher
wirkt. Die Druckluft in dem der Schaltstelle abgekehrten Raum des Antriebszylinders
kann dadurch austreten, daß sich die Membrane durch den Bremsdruck öffnet und auf
einer konstanten Durchströmweite gehalten wird.
-
Die Drucklüftleitung 9 kann gegebenenfalls zur Erzielung der Gegenluftdämpfung
mit der Druckluftleitung verbunden sein, die die Einschaltluft
dem
Antriebszylinder i liefert. Die Verbindungsleitung, die eine Drossel oder ein regulierbares
Rückschlagventil aufnehmen kann, ist in der Zeichnung in Abb. i durch gestrichelte
Linien angedeutet.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel des Drucklaxe' antriebes gemäß Abb. 2
ist ein Doppelkolben 2, 2' vorgesehen. Die beiden Kolben 2 und 2' werden gemeinsam
bewegt und sind miteinander starr verbunden. An dem Verbindungsteil 15 der beiden
Kolben 2, 2' greift ein Hebel 16 an, der um den Zapfen 17 drehbar ist und an seinem
entgegengesetzten Endteil einen Schaltstift 3 trägt. In der Wandung des Antriebszylinders
i ist mindestens eine Öffnung ig vorgesehen, die zum Auslassen der Einschaltluft
in der letzten Phase der Einschaltbewegung dient. Die Anordnung ist hierbei so getroffen,
daß beim Einschalten der Schaltstift 3 zunächst in Verbindung mit dem feststehenden
Gegenkontakt gebracht wird, worauf erst die Öffnung ig freigegeben wird. Dieses
kann z. B. durch entsprechende Bemessung des Schaltstiftes in Längsrichtung erzielt
werden. Wird eine Gegenluftdämpfung angewandt, so ist es vorteilhaft, wenn der Einschaltzylinder
2' einen kleineren Durchmesser als der Ausschaltzylinder 2 hat, damit auf keinen
Fall auf der Einschaltseite ein großer Druck als auf der Ausschaltseite auftreten
kann. Die übrige Anordnung der Bestandteile entspricht der nach Abb. i. Die Druckluftkammer
14 ist ebenfalls am oberen Teil des Antriebszylinders i angeschlossen. Die Ausschaltluft
wird in der Richtung des Pfeiles 8 dem Antriebszylinder i zugeführt. In der zum
Zuführen der Einschaltluft dienenden Leitung ist ein Regulierventil 18 und in der
Leitung g ein Rückschlagventil ii und eine Regulierdrossel 12 vorgesehen. Die Blasluft
wird dem Schaltraum durch eine besondere Leitung 2o zugeführt.