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Sicherheitsvorrichtung für druckluftbetätigte elektrische Schalter
Die Erfindung befaßt sich mit durch Druckluft betätigte elektrische Schalter, deren
Ausschaltung durch einen beim Einschaltvorgang aufgeladenen Kraftspeicher erfolgt.
Der Kolben des Druckluftantriebs bewerkstelligt über geeignete Übertragungsglieder
also nur die Einschaltbewegung unmittelbar. Beim Ausschalten fällt ihm lediglich
die Aufgabe zu, durch seine rückläufige Hubbewegung das Schloß der Freiauslösung
zu entklinken, so daß der aufgeladene Kraftspeicher wirksam werden kann. Die Einschaltbewegung
durch den Druckluftantrieb muß zügig und mit einer bestimmten Geschwindigkeit erfolgen
insbesondere dann, wenn ein großer Einschaltstrom zu bewältigen ist oder auf einen
Kurzschluß geschaltet wird. Entsteht in einem solchen Fall eine Unterbrechung der
Einschaltbewegung infolge Mängel des Druckluftantriebs, so kann sich ein Stehlichtbogen
bilden, der die Zerstörung der Schaltstücke und der Löscheinrichtung zur Folge haben
kann. Es ist bereits bekannt, die Einschaltbewegung durch einen sogenannten Schaltwächter
zu überwachen. Dieser besteht aus einem einstellbaren Zeitwerk, welches den Auslösehebel
der Freiauslösung betätigt, wenn der Einschaltvorgang innerhalb einer bestimmten
Zeit nicht beendet ist. Unter dem Einfluß des Kraftspeichers wird dann- der Schalter
unverzüglich in die Ausschaltstellung zurückgeführt. Schaltwächter
dieser
Art sind aber, bedingt durch das verhältnismäßig komplizierte Räderwerk, dieQuelle
vielfacher Störungen. Durch Verschleiß mechanischer Teile oder durch Verstaubung
bzw. Verschmutzung bei langer Betriebsdauer oder auch durch Versteifung der Schmiermittel
bei starker Kälte, ändert sich der Ansprechwert des Schaltwächters bzw. versagt
die Einrichtung vollkommen.
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Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit wesentlich einfacheren
Mitteln, die praktisch keinem Verschleiß unterliegen. Die Lösung besteht darin,
daß von der Druckluft für den Einschalthub ein kleiner Hilfskolben beaufschlagt
wird, dessen Hubbewegung, vorteilhaft mittels eines verstellbaren Kraftspeichers,
so abgestimmt ist, daß er z. B. über ein Gestänge, die Freiauslösung entklinkt,
wenn die Druckluft während des Einschaltvorganges ausbleibt oder der Druck unter
dem zulässigen Minimalwert liegt. Die Vorrichtung ist also unmittelbar abhängig
vom Antriebsmedium, nämlich dem Druck der Preßluft. Durch Änderung des auf dem Hilfskolben
wirkenden Kraftspeichers läßt sich die Vorrichtung sehr genau auf einen solchen
Wert einstellen, daß Fehlschaltungen ausgeschlossen sind. Empfindliche Teile, auf
welche die eingangs genannten Umstände einen nachteiligen Einfluß ausüben könnten,
sind nicht vorhanden. Die Erfindung hat auch den weiteren Vorzug, daß die Herstellungskosten
der Vorrichtung verhältnismäßig gering sind.
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Der Hilfskolben kann in einem Abzweig der Druckleitung für die Einschaltbewegung
geführt sein. Bei dieser Anordnung wird der Antriebskolben und der Hilfskolben gleichzeitig
von der Druckluft beaufschlagt. Es ist auch möglich, die Führung des Hilfskolbens
im Zuge der Druckleitung so anzuordnen, daß der Hilfskolben den Durchlaß der Druckluft
in den Antriebszylinder steuert. Der Antriebskolben erhält demnach erst dann Druckluft,
wenn der Hilfskolben die Endstellung erreicht hat. Es ist damit die zusätzliche
Sicherheit gegeben, daß der Antrieb sich erst in Bewegung setzen kann, wenn ein
ausreichender Druck vorhanden ist.
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In der Zeichnung sind die beiden Ausführungsarten beispielsweise wiedergegeben.
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Abb. i zeigt .die Ausführung mit dem in einem Abzweig der Druckleitung
geführten Hilfskolben. Der Druckluftantrieb ist mit i und seine Zuleitungen mit
2-und 3 bezeichnet. In der Zuleitung 2 für die Einschaltbewegung befindet sich ein
Zwischenstück q., das mit der Führung 5 für den Hilfskolben 6 versehen ist. Der
Druckluftantrieb überträgt über das angedeutete Gestänge 7, 8 und g die Hubbewegungen
auf die Welle ro der Freiauslösung z i. Durch den Auslösehebel 12 wird die Freiauslösung
entklinkt. Mit dem Hilfskolben 6 ist die Stange 13 verbunden, die in der Führung
14 endet. Auf dem Gleitstück 15 lastet die Feder 16, deren Spannung durch die Schraube
17 verstellbar ist.
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Wird dem Zylinder des Druckluftantriebs _ durch die Leitung 2 Druckluft
für die Einschaltbewegung zugeführt, dann befindet sich der Hilfskolben zunächst
in der gezeichneten Lage, in der er durch den Aüslösehebel 12 gehalten wird, solange
sich der Schalter in der Ausschaltstellung befindet. Wie aus Abb. 2 hervorgeht,
stützt sich der Auslösehebel selbst über den Ansatz 18 auf dem Nocken ig ab, der
am drehbaren Teil der Freiauslösung i i angebracht ist. Die Freiauslösung ist in
dieser Lage verklinkt. Mit Beginn der Einschaltbewegung dreht sich der Teil z i
der Freiauslösung entgegen dem Uhrzeigersinn, so daß der Nocken i9 von der Abstützung
18 abrollt. Die Nockenkurve ist so bemessen, daß mit dem Wirksamwerden des Hilfskolberis
der Auslösehebel frei wird. Falls für eine zügige Einschaltung kein ausreichender
Druck vorhanden ist, fällt der Hilfskolben 6 ab und verschwenkt dabei mittels des
Gleitstückes 15 den Auslösehebel 12. Die Freiauslösung ist entklinkt, so daß eine
Schaltung nicht zustande kommt. Der gleiche Vorgang spielt sich ab, wenn während
des Einschaltvorganges der Druck unter den zulässigen Wert sinkt oder die Druckluft
durch irgendwelche Umstände überhaupt wegbleibt.
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Um zu verhindern, daß in der Einschaltstellung des Schalters der Hilfskolben
in die Ausgangsstellung zurückkehrt .und dadurch eine unbeabsichtigte Auslösung
des Schalters herbeiführt, ist am Gehäuse i i der Freiauslösung ein Anschlag 2o
vorgesehen. Dieser Anschlag wandert während der Einschaltbewegung von der gestrichelt
gezeichneten in die ausgezogen gezeichnete Lage, so daß der an der Stange 13 befestigte
Ring 21 auf dem Anschlag ruht. Der Auslösehebel 12 ist daher, unbeeinflußt von dem
Hilfskolben, frei beweglich. Etwa für den Schalter vorgesehene Auslöser, wie z.
B. Überstromauslöser usw., sind daher in ihrer Wirksamkeit durch die Sicherheitsvorrichtung
nicht behindert.
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In Abb. 3 ist die Ausführung wiedergegeben, bei der die Führung des
Hilfskolbens im Zug der Druckleitung liegt. Die übereinstimmenden Teile sind der
Einfachheit halber mit gleichem Bezugszeichen versehen. Die Druckleitung 2 ist an
das untere Ende der Führung 5 des Hilfskolbens 6 angeschlossen. Die Fortsetzung
der Druckleitung ist so am oberen Teil der Führung 5 angebracht; daß eine Verbindung
zwischen den beiden Leitungsteilen erst dann hergestellt wird, wenn der Hilfskolben
sich in der oberen Endstelle befindet. Eine Einschaltbewegung kann deshalb nicht
zustande kommen, wenn der Druck der Preßluft nicht den vorgeschriebenen Wert hat.
Im übrigen ist die Arbeitsweise der Vorrichtung die gleiche wie die vorangehend
geschilderte.