DE960743C - Doppelt wirkender Druckluftantrieb fuer Starkstromschaltgeraete - Google Patents

Description

Für die Steuerung und Auslösung von Starkstromschaltgeräten werden häufig Federkraftsp eicher zu Hilfe genommen, die dazu dienen, verhältnismäßig schwache und kurz andauernde Steuer- oder Auslöseimpulse in verstärkter Form und genügend langer Dauer an den Bewegungsmechanismus eines Schaltgerätes weiterzugeben und die nötige Schaltung zu veranlassen. In den meisten Fällen werden diese Kraftspeicher durch die von ihnen ausgelösten

ίο Schaltbewegungen an deren Ende wieder aufgeladen. Ihre Impulsgabe erstreckt sich also praktisch auf die ganze Dauer der Schaltbewegung und bewirkt, daß der Schalter sicher in seine- jeweilige Endlage gelangt. Es kommen aber auch Fälle vor, bei denen eine eingeleitete Schaltbewegung, bevor sie zu Ende geführt ist, gestoppt und durch eine sofortige entgegengesetzte Schaltbewegung abgelöst werden muß. Dies trifft beispielsweise bei den sogenannten Kurzschlußfortschaltungen oder Kurztrennungen zu, bei denen ein Schalter mit großem Schaltweg in der Regel nicht vollständig in seine normale Ausschaltlage gelangt, sondern die bewegten Schalterteile unterwegs nach Unterbrechung des Kurzschlußstromes aufgefangen und wieder eingeschaltet werden. Auch beim Einschalten auf einen Kurzschluß mit darauffolgender unverzögarter Auslösungist es zwecks Verkürzung der Schaltzeit vorteilhaft, wenigstens den Impuls zum Ausschalten schon einzuleiten, solange der Schalter noch nicht vollständig in seiner Endlage angekommen ist, dieer infolge der für die Durchführung des Ausschaltbefehles erforderlichen Zeit doch noch erreicht. In

allen Fällen, in denen eine bereits eingeleitete Schaltbewegung nicht zu Ende geführt wird oder die Einleitung" eines Gegenkommandos schon möglich sein muß, bevor die bestehende Schaltbewegung ihre normale Endlage erreicht hat, versagen die bisher bekannten Anordnungen der Steuerkraftspeicher.

Die Erfindung betrifft nun eine nette Anordnung der Kraftspeicher, mittels der alle vorkommenden ίο Schaltungen ausgeführt werden können. Sie bezieht sich auf einen doppelt wirkenden Druckluftantrieb für Starkstromschaltgeräte und kann sinngemäß auch für andere Kraftantriebe Verwendung finden, mit dem Unterschied, daß dann an Stelle von Druckluftventilen entsprechend andere Zwischenglieder durch die Steuerkraftspeicher betätigt werden.

Bei einem derartigen doppelt wirkenden Druckluftantrieb für Starkstromschaltgeräte,, dessen Ventile durch elektrisch oder von Hand ausgelöste Federkraf'tspeicher gesteuert werden, üben erfindungsgemäß die Federkraftspeicher auf die Ventile nur einen kurzen Öffnungsimpuls aus, der nach Lösen der Verklinkung von einer zweiten Veras klinkung übernommen und während der Schaltbewegung aufrechterhalten wird. Die Kraftspeicher können nach Übernahme ihres Öffnungsimpulses durch eine Verklinkung im entspannten Zustand aus dem Bereich dieser Verklinkung entfernt und erst durch den nächsten, entgegengesetzten Schaltvorgang wieder aufgeladen werden.

Da vor einer Umkehrung einer bestehenden Schaltbewegung diese weit genug durchgeführt sein muß, bevor die Umsteuerung erfolgen darf, werden erfindungsgeinäß die Kraftspeicher für die nächste Schaltbewegung erst wieder aufgeladen, wenn diese Schaltbewegung so- weit durchgeführt ist, daß bei einer sofortigen Auslösung der Kraftspeicher durch Lösen der Verklinkung nach ihrer Wiederaufladung eine vollständige Einschaltung oder ein genügend großer Ausschaltweg für eine sichere Stronaunterbrechung erreicht wird.

In der Abbildung ist 1 die Antriebswelle des doppelt wirkenden Druckluftantriebes', der einen Dreihwinkel von 172⁰ besitzt und über nicht dargestellte Verbindungsglieder kraftschlüslsig mit einem ebenfalls nicht dargestellten Schaltgerät gekuppelt ist. Die Welle 1 ist in dem Antriebsmittelteil 2 drehbar gelagert, an dem links der Drucklufteinschaltzylinder 3 und rechts der AueschaltzyHnder 4 angebracht ist. 5 und 6 sind die Druckluftkolben, die .auf der Zahnstange 7 befestigt sind und über diese und ein nicht' dargestelltes Zahnsegment die Welle ι betätigen. Von den beiden Kolben 6 und 5 dient abwechselnd der eine als Antriebs- und der andere .als Dämpfungskolben. 8 ist das Drucklufteinlaßventil im Schnitt für die Einschaltseite und 9 das Ventil gleicher Ausführung in Außenansicht für die Ausschaitseite. ι ο und 11 sind die beiden Druckluftzuführungsrohre, die von einem Druckluftspeicher kommen. Jedes Ventil besitzt in bekannter Weise einen Stößel 12 mit dem Einlaßteller 13 und dem Auslaßteller 14. Durch' eine Schließfeder 15 wird im Ruhezustand, wie gezeichnet, die Einlaßseite des Ventils geschlossen und die Auslaßseite geöffnet gehalten. Beim Öffnen des Ventils durch axiales Verschieben des Stößels 12 entgegen der Kraftwirkung der Schließfeder 15 wird die Einlaßseite mit dem Teller 13 geöffnet und die Au'slaßseite mit dem Teller 14 geschlossen. Die Luft strömt dann zunächst durch den mit Rückschlagventil versehenen Kanal 16 und, nachdem der Kanal 17 durch den sich bewegenden Kolben 5 freigegeben ist, auch durch den Kanal 17 in den Zylinder 3. Im Zylinder 4 wird dabei die atmosphärische Luft durch den Kanal 17 und die geöffnete Abströmseite mit dem entsprechenden Teller 14 ins Freie gedrückt und nach Übersteuerung dieses Kanals durch den Kolben 6 verdichtet und die Schaltbewegung abgebremst. Durch den mit einer Drosselstelle 18' versehenen Kanal, der dem Kanal 19 auf der Antriebsseite entspricht, ist 'diese Abbremsung einstellbar.

Damit bei der Beaufschlagung des jeweiligen Antriebskolbens mit Druckluft kein Luftverlust durch Abströmen ins Freie über die Dämpfungsdrosselstelle 18 eintritt, liegt in an sich bekannter Weise der Kanal 19 parallel zu den Kanälen 16 und 17 und mündet nicht ins Freie. Ferner können die beiden Luftzuführungsaroihre ι ο und 11 noch mit je einem kleinen Zwischenspeicher versehen sein, die über eine Drosselstelle von dem gemeinsamen Hauptdruckluftspeicher aufgeladen werden und die den Zweck haben, den Kolben zwecks rascher Beschleunigung der Schaltermassen anfangs mit vollem und im weiteren Verlauf der Bewegung mit fallendem Druck zu beaufschlagen.

Die Federn 20 und 20' stellen die beiden Kraftspeicher zur Betätigung der Ventilstößel 12 der Drucklufteinlaßventile 8 und 9 dar. Sie werden durch die Hebel 21 und 21' von den auf der Welle ι befestigten Kurvenscheiben 22 und 23 gespannt. Wie aus dem Bild ersichtlich ist, hat die Kurvenscheibe 22 der Einschaltsieite eine andere Form als die Scheibe 23 der Ausschaitseite. Die Kurvenscheibe 22 spannt über den Hebel 21 die Speicherfeder 20 beim Ausschalten schon ungefähr nach dem Zurücklegen der Hälfte des gesamten Ausschaltweges, während die Speicherfeder 20' der Aussichaltseite erst gegen Ende der Einschaltbewegung über den Hebel 21' durch die Kurvenscheibe 23 gespannt wird. Durch eine gemeinschaftliche Rückholfeder 24 werden die Spannhebel 21 und 21' gegen die Kurvenscheiben 22 und 23 angelenkt. Beim Spannen der Kraftspeicherfeder 20 der Einschaltseite durch den Hebel 21 stützt sich die Feder auf dem Hebel 25 ab, der seinerseits in der gezeichneten Lage mittels der Rolle 26 an dem doppelarmigen Hebel 27 verklinkt ist. Die beiden Hebel 21 und 25 sind durch die Zugstange 28 derart miteinander gekuppelt, daß sich .die Feder 20 nur so weit entspannen kann, wie es die Länge der Stange mit ihren verstärkten Enden zuläßt.

Die Entladung des gespannten Kraft Speichers 20 erfolgt durch Lösen der Verklinkung des Hebels 25 durch den Einschaltmagneten 29, dessen Anker

über eine auslösbare Zugklinke 30 mit dem Doppelhobel 27 durch den Bolzen 31 verbunden ist. Bei Erregung des Magneten 29 bei Fernsteuerung oder beim Betätigen des Magnetankers von Hand wird der doppelarmige Hebel 27 so weit geschwenkt, daß die Rolle 26 den Hebel 25 freigibt und dieser unter der Wirkung der Feder 20 so weit ausschwenkt, wie es die Länge der Zugstange 28 zuläßt. Hierbei drückt der Hebel 25 über den Rundkopf der Stange 28 dien Hebel 32 vor'sich her, bis sich dieser hinter die Nase der Klinke 33 legt und dabed gleichzeitig den Stößel 12 des Einschaltventils 8 zurückschiebt und dieses öffnet. Gleichzeitig· wird der Anker des Einschaltmagneten 29, um Pumpen zu vermeiden, durch seitliches Ausschwenken der Klinke 30 mittels der Zugstange 34, die die Zugklinke 30 mit dem Hebel 25 verbindet, von dem Doppelhebel 27 entkuppelt, so daß dieser wieder in seine Ruhelage zurückfallen und den zurückholenden Hebel 25 wieder verklinken kann. Das Zurückholen des Hebels 25 erfolgt, sobald das schwenkbare Ende des Spannhebels 21 unter der Wirkung der Rückholfeder 24 auf den mittleren Teil der Kurvenscheibe 22 aufläuft.

Das Ventil 8 bleibt geöffnet, solange der Hebel 32 durch die Klinke 33 festgehalten wird. Diese Verklinkung wird erst gelöst, wenn der Hebel 21 gegen Ende der Einsohaltbewegung auf den letzten Teil der Kurvenscheibe 22 aufläuft und dabei mitsamt dem Hebel 25 noch ein Stück weiter nach! rechts ausschwenkt. Diese Stellung ist auf der rechten Seite des Bildes für den Ausschaltsteuermechanismus gezeichnet. Dabei wird die Klinke 33 durch die Zugstange 35, die den Hebel 25 mit der Klinke 33 verbindet, gelöst, so daß sich das Ventil 8 unter der Wirkung der Feder 15 schließt und der Stößel 12 den Hebel 32 vor sich her schiebt.

Das Auslösen der Klinke 33 kann aber auch noch durch 'die Zugstange 36 erfolgen, die die Klinke mit dem · Kraftspeidherhebel 25' der Ausschaltseite verbindet, der ansprächt, wenn bereits gegen Ende der Einschaltbewegung des Antriebs ein Aus-Kommando erfolgt. Durch die Zugstange 36' wird in gleicher Weise der Einschaltkraftspeicherhebel 25 mit der Klinke 33' des Ausschaltventils 9 verbunden. Wenn dann bei einer Kurztrennimg der Schalter nach Zurücklegung des halben Ausschaltweges bereits wieder eingeschaltet werden soll und der Einschaltkraftspeicher 20 entklinkt wird, so wird durch diesen über den Hebel 25, die Zugstange 36' und die Klinke 33' auch das Einlaßventil 9 der Ausschaltseite sofort geschlossen und der Zylinder 4 entlüftet.

Nach dem Bild und der Beschreibung werden die Lufteinlaßventile für den Ein- und Ausschaltzylinder ohne Zuhilfenahme von Vorventilen direkt durch die Federkraftspeicher gesteuert. Es ist jedoch auch möglich, Vorventile in der beschriebenen Weise durch die Federkraftspieicher zu steuern, die dann ihrerseits mittels Druckluft in bekannter Weise die Lufteinlaßventile für die Antrieb szylinder betätigen.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Doppelt wirkender Druckluftantrieb für Starkstromschaltgeräte, dessen Ventile durch ■elektrisch oder von Hand ausgelöste Federkraftspeicher gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die. Federkraftspieicher (20', 20) nur einen kurzen Öffnungsimpuls auf die Ventile (8, 9) ausüben, der nach Lösen der Verklinkung (25, 26, 27 bzw. 25', T.&, 27') von einer Verklinkung (32, 33 bzw. 32', 33') übernommen und während der Schaltbewegung aufrechterhalten wird. 7g

2. Druckluftantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftspeicher (20, 20') nach Übernahme ihres Öffnungsimpulses durch eine Verklinkung (32, 33 bzw. 32', 33') im entspannten Zustand aus dem Bereich dieser Vierklinkung entfernt und erst durch den nächsten, entgegengesetzten Schaltvorgang wieder aufgeladen werden.

3. Druckluftantrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftspeicher (2Oj 20') durch die nächste Schaltbewegung erst wieder aufgeladen werden, wenn diese Schaltbeweguuig so weit durchgeführt ist, daß bei einer sofortigen Auslösung der Kraftspeicher durch Lösen der Verklinkung (25, 26, 27 bzw. 25', 26'j 27') nach ihrer Wiederaufladung eine vollständige Einschaltung oder ein genügend großer Ausschalt weg für eine sichere Stromunterbrechung erreicht wird.

4. Druckluftantrieb nach Anspruch ϊ bis 3, dadurch gekennzeichnet, 'daß gegen Ende einer vollständigen Ein- oder Ausschaltbewegung der zugehörige Kraftspeicher (20,20') noch weiter aus dem Bereich der Verklinkung (32, 33 bzw. 3²'> 33') entfernt und diese mit-Hilfe der Stange (35 bzw. 35') gelöst trnd der Schaltimpuls beendet wird.

5. Druckluftantrieb nach Anspruch 1 bis 4, ■dadurch gekennzeichnet, daß ein bestehender,

z. B. für Auslösen gegebener Schaltimpuls (Vierklinkung 32', 33') durch einen Impuls für Einschalten (VerkHnkung32, 33) vermittels Stange (36') vor Beendigung der ursprünglichen Schaltbewegungaufgehoben wird.

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6. Druckluftantrieb nach Anspruch 1 bis 5, dadurch ,gekennzeichnet, daß in der Druckluftzuleitung (10 bzw. 11) jedes¹ Zylinders ein kleiner Pufferspeicher eingebaut ist, der über eine Drosselstelle mit dem gemeinsamen Hauptdruckluftsp eicher verbunden ist.

In Betrachif gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 584888.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen

© 609 620/33T 9.56 (£09 845 3.57)