DE8322693U1 - Mit gasförmigem Löschmittel arbeitender elektrischer Schalter - Google Patents

Description

Patentanwalt und Rechtsanwalt ί l·*. . j j j**· · ·"· , *·

Dr.-lng. Dipl.-lng. Joachim Boeckb'r'··' '··*'··' '··*'··' β Frankfurt/Main 1 , 25.7.1983

Rath«n.upUili2-e 21 311 G B/th

Telefon: (0611) '262355 Telex: 41seoeeitai d

ASEA Aktiebolag. VMsteraa/Sohweden Mit gasförmigem LCflchmittel arbeitender, elektrischer

Schalter 5

Die Erfindung betrifft einen mit gasförmigem Löschmittel arbeitenden elektrischen Sehalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Sehalter der vorgenannten Art, sogenannte Pufferschalter« sind mit einer aus einem Kolben und einem Zylinder bestehenden Pumpenanordnung ausgerüstet, welche beim Abschalten des Schalters Gas in einen Pumpenraum komprimiert, wodurch ein auf den Kontaktbereich gerichteter Löschgas ström erzeugt wird. Normalerweise ist der Kolben der Pumpenanordnung fest angeordnet, während der Zylinder an dem beweglichen Kontakt befestigt ist, der über $ eine axial verschiebbare Zugstange mit einer Antriebs« | vorrichtung verbunden ist* Die Zugstange verläuft durch f eine öffnung in dem Kolben, wobei für eine Dichtung und eine gleitende Lagerung zwischen Kolben und Stange gesorgt werden muß* Um beim Einschalten des Schalters den ■ Pumpenraum mit Löschgas nachfüllen zu können, ist im ., Pumpenkolben häufig ein Rückschlagventil angeordnet. $ Dieses Ventil ist meistens mit einer Feder versehen, die das bewegliche Ventilorgan derart beaufschlagt, daß dieses in die das Ventil verschließende S-fcellung gedrückt wird. Beim Einschalten des Schalters entsteht eine der Federkraft entgegenwirkende Druckdifferenz zwischen dem Pumpenraum und der äußeren Umgebung, wodurch das Ventil geöffnet wird, so daß neues Löschgas in den Pumpenraum einströmen kann. Solche Schalter sind beispielsweise

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bekannt aus der ASEA-Brοschüre KT 20-109 E, April 1978, Figur 14.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Konstruktion eines Schalters der vorgenannten Art zu verbessern und zu vereinfachen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein elektrischer Schalter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen» der erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat*

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüehen genannt,

Durch die Verwendung einer aus dehnbarem Material bestehenden Führungshülse für das Rückschlagventil, welche Führungshülse die Zugstange dicht umschließt, werden mehrere Vorteile erzielt: Durch die Reibungskraft zwisehen der Zugstange und der Führungshülse wird die letztere bei einer Bewegung der Zugstange mitgenommen, soweit das axiale Spiel ihrer Anordnung eine solche Mitnahme erlaubt* Mit der FührungshüTse wird auch das bewegliche Ventilorgan mitgenommen, so daß dieses zu einem früheren Zeitpunkt in eine andere Stellung übergeht, als bei der bekannten Konstruktion, wo zunächst durch die Bewegung der Zugstange eine Druckdifferenz aufgebaut werden muß, um eine Änderung der Ventilstellung zu erreichen. Beim Abschalten des Schalters kann dabei ein unerwünschter Strom durch das Ventil frühzeitig unterbrochen werden, während beim Einschalten des Schalters der Zustrom von Löschgas in den Pumpenraum früher einsetzt. Außerdem wird durch die Erfindung eine Vereinfachung der Konstruktion erzielt, da sowohl auf eine separate Feder, die das Ventil geschlossen hält, sowie auf eine separate Dichtung und Lagerung zwischen dem Kolben und der Zugstange verzichtet wird.

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Anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen Figur 1 einen Axialschnitt durch den zentralen Teil eines Ausführungsbeiepieles eines Schalters gemäß der Erfindung, wobei rechts der vertikalen Mittellinie der Schalter in Sinschaltstellung und links der vertikalen Mittellinie der Schalter in Ausschaltstellung gezeigt iat, Figur 2 einen Querschnitt durch den Sehalter längs der Linie A-A in Figur 1,

Figur 3 einen Axialschnitt durch eine andere Ausführungsform des für einen Sehalter gemäß der Erfindung verwendbaren Rückschlagventils» wobei oberhalb der horizontalen Mittellinie das Ventil in geöffneter Stellung und unter

halb der horizontalen Mittellinie in geschlossener Stellung gezeigt ist.

Der in Fig. 1 und 2 gezeigte zentrale Teil eines Sehalters ist in einer nicht dargestellten Schaltkammer untergebracht» die vorzugsweise vollkommen geschlossen ist und mit elektifonegativem Gas, z.B. Schwefelhexafluorid, mit einem Überdruck von einigen Atmosphären gefüllt ist. Der Schalter hat eine Hauptkontaktstelle, bestehend aus einem festen und einem beweglichen Hauptkontakt 1 bzw. 2, sowie eine Lichtbogenkontaktstelle, bestehend aus einem festen und einem beweglichen Lichtbogenkontakt 3 bzw* 4* Zum beweglichen Lichtbögenkontakt 4 gehört einerseits ein äußerer Hülsenkontakt mit federbeaufschlagten Kontaktfingern 4a und andererseits ein innerer Fangkontakt 4b. Die beweglichen Kontakte 2 und 4 sind über eine axial verschiebbare Zugstange 5 mit einer nicht dargestellten Antriebsvorrichtung verbunden. Der Schalter ist mit einer Pumpanordnung versehen, die aus einem stationären Kolben 6 und einem beweglichen Zylinder 7 besteht, der an den beweglichen Kontakten 2, 4 befestigt ist und sich zusammen mit diesen bewegt. Zwischen dem Kolben und dem

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Zylinder ist eine Gleitdichtung 8 angeordnet. Der Kolben 6 und der Zylinder 7 begrenzen einen Pumpenraum 9. Auf den beweglichen Kontakten ist auch eine Blasdüse 10 und eine innere Hülse 11 aus einem geeigneten isoliermaterial, z.B. S l'etrafluoräthylen-Kunststoff, montiert. Zwischen der Hülse 11 und der Blasdüse 10 ist ein Löschgaskanal 12 vorhanden, der sieh vom Pumpenraum 9 bis zu dem Bereich zwischen den Lichtbogenkontakten 3 und 4 (dem Kontaktbereieh) erstreckt. Der äußere Stromanschluß an die beweglichen Kontakte 3, 4 erfolgt durch Gleitkontakte 13 über den Blaszylinder 7» der aus Kupfer oder Aluminium besteht.

Sie Zugstange 5 verläuft durch eine zentrale Öffnung 14 im Bläskolben 6, in dem auch Ventilbohrungen 15 für ein Rückschlagventil angeordnet sind. Zum Rückschlagventil gehört einerseits eine ringförmige Ventilscheibe 16 aus Metall, welche die Ventillöcher 15 abzudecken vermag, und andererseits eine Führungshülse 17 aus dehnbarem Material, die in die zentrale Öffnung 14 hineingepreßt ist, wo sie außer als Rückschlagventil auch als Dichtung und als Gleitlager zwischen der Zugstange 5 und dem Kolben 6 dient. Die Führungshülse hat eine rundumlaufende, nach ataßen gerichtete Nut 18, in die ein radial nach innen vorstehender Randabschnitt 19 des Kolbens 6 hineinragt. Die Breite der Nut ist größer als die Breite des Randäbschnittes 19, so daß die Hülse ein gewisses axiales Spiel hat. Das eine axiale Ende der Hülse hat eine hakenähnliche Form mit abgeschrägter Seitenfläche 20, um das Hineinpressen der Hülse in die Öffnung 14 zu erleichtern.

Zu demselben Zweck kann die nach innen gerichtete Fläche 21 an dem Randabschnitt 19 des Kolbens abgeschrägt sein. Das andere axiale Ende der Hülse ist mit einem nach außen gerichteten Flansch 22 versehen, der um den inneren Rand der Ventilscheibe 16 greift, um diese festzuhalten.

Damit die Führungshülse 17 leicht in die Öffnung 14 hineingepreßt und in dieser fixiert werden kann, muß sie

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- 7 aus einem Material bestehen, welches die Fähigkeit hat, seine Abmessungen unter Druck zu verändern und nach Wegnahme des Druckes in seine ursprüngliche Form zurückzukehren (Elastizität). Ferner muß das Material der Führungshülse gegenüber den Spaltprodukten des SFg-Gases beständig sein. Als Beispiel für ein solches Material kann TetrafluoräUrylen-Kunststoff genannt werden.

Bei der Betätigung des Schalters aus der Einschaltstellung in die Ausschaltstellung oder umgekehrt wird die Führungshülse 17 durch die Reibungskräfte gegenüber der Zugstange bereits zu Beginn der Bewegung der Zugstange verschoben. Dadurch erreicht man eine erheblich vergrößerte Ansprechgeschwindigkeit des Ventils als bei solchen Konstruktionen, bei denen eine Änderung der Ventilstellung erst erfolgen kann, t^enn an dem Ventil eine Druckdifferenz aufgebaut worden ist. Außerdem ist die Konstruktion gemäß der Erfindung wesentlich einfacher, da unter anderem keine Ventilfedern erforderlich sind.

Figur 3 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Rückschlagventils für einen Schalter nach der Erfindung, wobei die obere Hälfte der Figur das Ventil in offener Stellung nach Bewegung der Zugstange 5 in Richtung des Pfeils B zeigt _f und die untere Hälfte der Figur das Ventil in geschlossener Stellung nach Bewegung der Stange in Richtung des Pfeils C zeigt. Bei dieser Ausführungsform ist das eine axiale Ende der Führungshülse 17 mit einem nach außen gerichteten Flansch 23 versehen, der das bewegliche Ventilorgan des Rückschlagventils bildet. Diese Ausführungsform unterscheidet sich somit .von der gemäß Figur 1 dadurch, daß die Führungshülse und die Ventilscheibe, welche die Ventilbohrungen abdeckt, in einem einzigen Bauteil integriert sind.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele, vielmehr sind im Rahmen des offen*

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barten allgemeinen Erfindungsgedankens mehrere Abwandlungen möglich. Beispielsweise kann die Pumpenanordnung des Schalters auch so ausgebildet sein, daß der Zylinder ortsfest und der Kolben beweglich ist, wobei das Rüekschlagventil in der Endwand des Zylinders angeordnet ist. Der in den Patentansprüchen verwendete Begriff der "Wand des Pumpenraumes" bezieht sich damit wahlweise sowohl auf die vom Zylinder als auch auf die vom Kolben gebildete Wand.
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Claims (6)

Ratentanwalt und Rechtsanwalt ^ Dr.-fng. DipHng. Joachim Boecker 6 Frankfurt/Main 1 , 25.7.1983 B/th 21 Telefon: (0611) '282355 Tete*: 4189066 tend SCHÜTZANSPRÜCHE:

1.1 Mit gasförmigem Löschmittel arbeitender elektrischer Schalter mit einer Kontaktvorrichtung mit mindestens einem "beweglichen Kontakt (4), mit einer aus einem Kolben (6) und einem Zylinder (7) bestehenden Pumpenanordnung für die Komprimierung von Gas zur Erzeugung eines Löschgasstromes im Kontaktbereich beim Abschalten des Schalters, mit einer durch eine Öffnung (14) in der Wand des Pumpenraumes (9) axial verschiebbaren Zugstange (5), welche den beweglichen Kontakt (4) und den Zylinder (7) oder den Koben (6) der Pumpenanordnung mit einer Antriebsvorrichtung verbindet, und mit mindestens einer in der Wand des Pumpenraumes angeordneten Ventilöffnung (15) mit einem Rückschlagventil, dessen bewegliches Ventilorgan (16, 23) derart angeordnet ist, daß es beim Abschalten des Schalters die Ventilöffnung (15) abdeckt und beim Einschalten des Schalters die Ventilöffnung für die Zufuhr von Gas zum Pumpenraum (9) freigibt, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil eine aus dehnbarem Material bestehende Führungshülse für das bewegliche Ventilorgan (16, 23) enthält, welche die Zugstange (5) dicht umschließt, daß die Führungshülse (17) in der für die Zugstange vorgesehenen Öffnung (14) in der Pumpenraumwand (6, 7) mit einem gawissen axialen Spiel angeordnet ist und daß die Führungshülse (17) zugleich als Dichtung und Gleitlager zwischen der Zugstange (5) und der Pumpenraumwand (6, 7) dient.

2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungshülse (17) eine rundumlaufende nach außen gerichtete Nut (18) hat, in welche ein an der Pumpenraumwand (6, 7) vorhandener, nach innen

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ι gerichteter Randabschnitt (19) hineinragt, wobei die Breite der Nut (18) größer als die Breite des Randabscbnittes (19) ist.

3. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch V gekennzeichnet, daß an dem einen Ende der Führungshülse • (17) ein hakenähnlicher Vorsprung mit abgeschrägter Sei- '' tenfläche (20) zum Hineinpressen der Hülse (17) in die für die Stange (5) vorgesehene Öffnung (14) in der Pumpenraumwand (6, 7) vorhanden ist.

4. Elektrischer Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Ventilorgan (16) aus einer ringförmigen Metallscheibe besteht, welche die Stange (5) umschließt und von einem an dem anderen Ende der Führungshülse (17) angeordneten nach außen gerichteten Ansatz oder Flansch (22) festgehalten wird, der den inneren Rand der Metallscheibe umgreift.

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5. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem anderen Ende der Führungshülse (17) ein nach außen gerichteter Flansch (33) vorhanden ist, der das bewegliche Ventilorgan des Rückschlagventils bildet.

6. Elektrischer Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungshülse (17) aus Tetrafluoräthylen-Kunststoff besteht.

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