DE1130891B - Compressed air drive for electrical switches, such as B. Disconnector - Google Patents

Description

Druckluftantrieb für elektrische Schalter, wie z. B. Trennschalter Bei elektrischen Schaltern, wie z. B. Trennschaltern, werden zur Betätigung Druckluftantriebe mit Doppelkolben verwendet. Ein derartiger Antrieb besteht meistens aus einem Druckluftzylinder 1 und einem darin beweglichen Doppelkolben, wie in Fig. 1 gezeigt ist. An den beiden Enden des Zylinders 1 ist je eine Rohrleitung 2, 2' zum Zuführen bzw. Abführen der Druckluft angeschlossen. Die beiden Kolbenscheiben 3 und 3' des Doppelkolbens sind durch eine Kolbenstange 4 miteinander verbunden, an der ein Bolzen 5 angebracht ist. Der Bolzen 5 greift in die Ausnehmung eines gabelförmig ausgebildeten Hebels 6, der auf der Antriebswelle 7 des Schalters befestigt ist.Compressed air drive for electrical switches, such as B. Disconnector With electrical switches such. B. disconnectors are used to operate compressed air drives used with double piston. Such a drive usually consists of a compressed air cylinder 1 and a double piston movable therein, as shown in FIG. On both of them Each end of the cylinder 1 is a pipe 2, 2 'for supplying and removing the Compressed air connected. The two piston disks 3 and 3 'of the double piston are connected to one another by a piston rod 4 to which a bolt 5 is attached is. The bolt 5 engages in the recess of a fork-shaped lever 6, which is mounted on the drive shaft 7 of the switch.

Wird die Druckluft durch die Rohrleitung 2 dem Zylinder zugeführt, so wird der Doppelkolben nach rechts bewegt, wodurch die Antriebswelle 7 über den den Bolzen 5 umfassenden Hebel 6 in Richtung des eingezeichneten Pfeiles gedreht wird. Dadurch wird der Schalter in die Einschaltstellung gebracht. Der Ausschaltvorgang des Schalters verläuft in ähnlicher Weise mit umgekehrter Bewegungsrichtung.If the compressed air is supplied to the cylinder through pipe 2, so the double piston is moved to the right, whereby the drive shaft 7 on the the bolt 5 comprehensive lever 6 rotated in the direction of the arrow will. This brings the switch to the on position. The switch-off process of the switch runs in a similar manner with the opposite direction of movement.

Bei elektrischen Schaltern ist im allgemeinen die Betätigungskraft beim Einschalten von der zum Ausschalten erforderlichen Kraft verschieden. In Fig. 2 ist als Beispiel .der Verlauf des zum Antreiben des beweglichen Schaltstückes erforderlichen Drehmomentes T in Abhängigkeit vom Schalthub p dargestellt. Für den Fall, daß das bewegliche Schaltstück das feststehende Schaltstück des Schalters verlassen hat, ist das Antriebsmoment T, gleich der Summe -des zum Bewegen des Kolbens im Zylinder erforderlichen Drehmomentes Tn und des Drehmomentes TL zum Bewegen der Verbindungsglieder zwischen dem Kolben und dem Schaltstück. Falls dagegen das bewegliche Schaltstück mit dem feststehenden noch in Berührung steht, kommt zu dem genannten Drehmoment T1 noch ein Drehmoment T, hinzu, um die durch den Kontaktdruck an den Schaltstücken gegebene Reibungskraft zu überwinden.In the case of electrical switches, the actuation force is generally when switching on is different from the force required for switching off. In Fig. 2 is as an example .the course of the to drive the movable contact piece required torque T as a function of the switching stroke p. For the Case that the moving contact is the fixed contact of the switch has left, the drive torque T is equal to the sum -des for moving the piston in the cylinder required torque Tn and the torque TL to move the Connecting links between the piston and the contact piece. If, on the other hand, the movable one Contact is still in contact with the stationary, comes to the above Torque T1 still a torque T, added to the by the contact pressure to the To overcome switching pieces given frictional force.

Beim Einschalten bewegt sich das bewegliche Schaltstück aus der Ausschaltstellung 0o. Bei 01 trifft es auf das feststehende Schaltstück. Mit 02 ist die Einschaltstellung bezeichnet. In dieser Stellung ist die Einschaltbewegung abgeschlossen. Die beim Einschaltvorgang auftretende größte Kraft ist gleich der Summe der auf die Kolbenscheibe ausgeübten Kraft und der Trägheitskraft, die auftritt, wenn die in den beweglichen Schalterteilen vorhandene kinetische Energie aufgebraucht wird. Reicht die Summe der beiden Kräfte zur 17berwindung des Drehmomentes T2, dann kann der Schalter einschalten. Beim Ausschalten ist die Schaltgeschwindigkeit im Schalthub zwischen den Stellungen 02 bis U, sehr klein. Infolgedessen kann die beim Einschalten durch die Massenträgheit gegebene Energie vernachlässigt werden. Deshalb ist beim Ausschalten eine größere Bewegungskraft erforderlich, um das Drehmoment T2 zu überwinden. Bisher hat man deshalb den Zylinder und den Kolben im Durchmesser dem Moment T, entsprechend größer gemacht. Dies führt jedoch zu einem erhöhten Kostenaufwand. Außerdem besteht bei diesen Antrieben noch der große Nachteil, daß die zugeführte Energie für den Einschalthub O0 bis 0, sehr groß ist. Deshalb stößt das bewegliche Schaltstück beim Einschalten in der Stellung 0, sehr kräftig an das feststehende Schaltstück. Bei der Ausschaltung wird das bewegliche Schaltstück beim Schalthub von 01 bis 0, ebenfalls zu stark beschleunigt, so daß sich in der Endstellung 0 0 ein unerwünscht harter Aufprall auf den die Bewegung des Schaltstückes begrenzenden Anschlag ergibt.When switching on, the movable contact piece moves from the switch-off position 0o. At 01 it hits the stationary contact piece. The switch-on position is denoted by 02. The switch-on movement is completed in this position. The greatest force occurring during the switch-on process is equal to the sum of the force exerted on the piston disk and the force of inertia that occurs when the kinetic energy present in the movable switch parts is used up. If the sum of the two forces is sufficient to overcome the torque T2, the switch can switch on. When switching off, the switching speed in the switching stroke between positions 02 to U, is very low. As a result, the energy given by the inertia when switching on can be neglected. Therefore, when switching off, a greater motive force is required in order to overcome the torque T2. So far, therefore, the cylinder and the piston have been made larger in diameter corresponding to the moment T. However, this leads to increased costs. In addition, these drives have the major disadvantage that the energy supplied for the switch-on stroke O0 to 0 is very large. Therefore, when switching on in position 0, the moving contact element hits the stationary contact element very forcefully. When switching off, the moving contact is also accelerated too much during the switching stroke from 01 to 0, so that in the end position 0 0 there is an undesirably hard impact on the stop limiting the movement of the contact.

Ziel der Erfindung ist die Verbesserung eines Druckluftantriebes mit Doppelkolben in der Weise, daß er den in Fig. 2 dargestellten Drehmomentenverlauf aufweist. Erfindungsgemäß ist zu diesem Zweck an dem einen Ende des Druckzylinders ein Hilfszylinder angeordnet, dessen Hilfskolben durch die Druckluft über einen Teil des Schaltweges bei einer Bewegungsrichtung des Kolbens eine zusätzliche Betätigungskraft ergibt. Im folgenden wird die Erfindung an Hand der in Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The aim of the invention is to improve a compressed air drive with Double piston in such a way that it has the torque curve shown in FIG having. According to the invention is for this purpose at one end of the printing cylinder arranged an auxiliary cylinder, the auxiliary piston by the compressed air via a Part of the switching path with one direction of movement of the piston an additional actuating force results. In the following the invention is based on the in Fig. 3 and 4 illustrated embodiments explained in more detail.

In Fig. 3 sind mit den Bezugszeichen 1 bis 7 die gleichen Teile wie in Fig. 1 bezeichnet. Am rechten Ende des Druckluftzylinders 1 ist ein Hilfszylinder 8 angeordnet, dessen Durchmesser größer als der des Druckluftzylinders 1 ist. Der Hilfszylinder 8 enthält einen Hilfskolben 10 mit einer Kolbenstange 9. über die Rohrleitung 11 und das Steuerventil 12 ist der Hilfszylinder 8 pneumatisch mit dem rechten Ende des Druckluftzylinders 1 verbunden. Das Steuerventil 12 wirkt als Rückschlagventil. Es sorgt dafür, daß nur Druckluft aus der Rohrleitung 2' in den Hilfszylinder B gelangen kann. Aus dem Druckluftzylinder in das Steuerventil eintretende Luft kann durch die öffnung 13 entweichen. Am rechten Ende des Hilfszylinders 8 ist die Rohrleitung 2' zum Zu- bzw. Abführen der Druckluft angeschlossen.In Fig. 3, the same parts as in Fig. 1 are denoted by the reference numerals 1 to 7. An auxiliary cylinder 8, the diameter of which is greater than that of the compressed air cylinder 1, is arranged at the right end of the compressed air cylinder 1. The auxiliary cylinder 8 contains an auxiliary piston 10 with a piston rod 9. The auxiliary cylinder 8 is pneumatically connected to the right end of the compressed air cylinder 1 via the pipeline 11 and the control valve 12. The control valve 12 acts as a check valve. It ensures that only compressed air can get into the auxiliary cylinder B from the pipe 2 '. Air entering the control valve from the compressed air cylinder can escape through the opening 13. At the right end of the auxiliary cylinder 8, the pipeline 2 ' for supplying and removing the compressed air is connected.

Soll der Schalter eingeschaltet werden, so wird die Druckluft durch die Rohrleitung 2 dem Druckluftzylinder 1 zugeführt. Die in den Räumen auf der rechten Seite der Kolben 3' bzw. 10 befindliche Luft wird bei der nach rechts verlaufenden Einschaltbewegung durch die öffnung 13 des Steuerventils 12 bzw. die Rohrleitung 2' ins Freie abgelassen.If the switch is to be switched on, the compressed air is through the pipe 2 is fed to the compressed air cylinder 1. The ones in the rooms on the right Side of the piston 3 'or 10 located air is in the one running to the right Switch-on movement through the opening 13 of the control valve 12 or the pipeline 2 'released into the open.

Zum Ausschalten wird die Druckluft durch die Rohrleitung 2' zugeführt. Deshalb bewegt sich der Hilfskolben 10 nach links und drückt mit der Kolbenstange 9 auf die Kolbenscheibe 3'. Dadurch wird auf die Antriebswelle 7 des Schalters eine große Antriebskraft ausgeübt, die dem Moment T, in Fig. 2 entspricht. Sobald der Hilfskolben die in der Zeichnung gestrichelte Stellung erreicht hat, die der Stellung 01 in Fig: 2 entspricht, wird die durch die Mantelfläche des Kolbens 10 verschlossene Leitung 11 geöffnet, die über das Steuerventil 12 den Hilfszylinder 8 mit dem Zylinder 1 verbindet. Die Druckluft kann daher aus der Rohrleitung 2' durch den Hilfszylinder 8, die Rohrleitung 11 und das Ventil 12 in den Zylinder 1 strömen und auf die Kolbenscheibe 3' wirken. Dadurch wird die Antriebswelle 7 nunmehr mit der dem Drehmoment T1 in Fig. 2 entsprechenden Kraft betätigt. Beim Ausschalten des Schalters wird also durch den Hilfskolben der Antriebswelle 7 nur über den Schalthub zwischen den Schaltstellungen 02 bis 01 (Fig. 2) die dem Drehmoment T" entsprechende Kraft übermittelt.To switch it off, the compressed air is supplied through the pipe 2 '. Therefore, the auxiliary piston 10 moves to the left and presses with the piston rod 9 on the piston disk 3 '. As a result, a large driving force is exerted on the drive shaft 7 of the switch, which force corresponds to the moment T 1 in FIG. 2. As soon as the auxiliary piston has reached the dotted in the drawing position, the 01 in Fig position: corresponds to 2, which is closed by the circumferential surface of the piston 10 conduit 11 is opened, which connects via the control valve 12 to the auxiliary cylinder 8 with the cylinder. 1 The compressed air can therefore flow from the pipeline 2 'through the auxiliary cylinder 8, the pipeline 11 and the valve 12 into the cylinder 1 and act on the piston disk 3'. As a result, the drive shaft 7 is now actuated with the force corresponding to the torque T1 in FIG. 2. When the switch is switched off, the force corresponding to the torque T ″ is transmitted through the auxiliary piston of the drive shaft 7 only via the switching stroke between the switching positions 02 to 01 (FIG. 2).

Die Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebes. Dabei ist der Hauptzylinder an seinem rechten Ende über eine Rohrleitung 14 unmittelbar zeit der Rohrleitung 2' verbunden. Bei dieser Ausführung wirkt die Druckluft beim Beginn der Ausschaltbewegung des Schalters sowohl auf den Hilfskolben als auch auf den Doppelkolben. Deshalb kann der Hilfszylinder im Durchmsser kleiner als bei dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel gemacht werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Steuerventil 12 eingespart werden kann.4 shows another embodiment of the drive according to the invention. At its right end, the main cylinder is connected directly to the pipeline 2 ' via a pipeline 14 . In this version, the compressed air acts on both the auxiliary piston and the double piston when the switch starts to open. Therefore, the auxiliary cylinder can be made smaller in diameter than the example shown in FIG. Another advantage is that the control valve 12 can be saved.

Aus der obigen Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung geht hervor, daß ein Druckluftantrieb mit einem dem gewünschten Bewegungsverlauf angepaßten Drehmomentenverlauf geschaffen wurde. Die Erfindung bietet daher die Möglichkeit, die Abmessungen des Druckluftantriebes zu verringern und zugleich eine günstigere Wirkungsweise zu erreichen.From the above description of the exemplary embodiments of the invention it can be seen that a compressed air drive with a desired course of movement adapted torque curve was created. The invention therefore offers the Possibility to reduce the dimensions of the compressed air drive and at the same time a to achieve more favorable mode of action.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Druckluftantrieb für elektrische Schalter, wie z. B. Trennschalter, bestehend aus einem Druckluftzylinder mit einem Doppelkolben, der mit Druckluft beaufschlagt wird, dadurch gekenn- zeichnet, daß an dem einen Ende des Zylinders ein Hilfszylinder angeordnet ist, dessen Hilfskolben über einen Teil des Schalthubes des Schalters bei einer Bewegungsrichtung des Kolbens eine zusätzliche Betätigungskraft auf die zu bewegenden Schalterteile ausübt. PATENT CLAIMS: 1. Compressed air drive for electrical switches, such as. B. isolating switch, consisting, marked from a compressed air cylinder with a double piston which is pressurized with compressed air thereby characterized, that on which an auxiliary cylinder is arranged one end of the cylinder the auxiliary piston over part of the switching stroke of the switch during a movement direction of the piston a exerts additional operating force on the switch parts to be moved. 2. Druckluftantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Druckluftzylinder und dem Hilfszylinder gleichzeitig Druckluft zugeführt wird. 2. Compressed air drive according to Claim 1, characterized in that the compressed air cylinder and compressed air is simultaneously supplied to the auxiliary cylinder. 3. Druckluftantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Druckluftzylinder die Druckluft über den Hilfszylinder zugeführt wird. 3. Pneumatic drive according to claim 1, characterized in that the compressed air cylinder is fed via the auxiliary cylinder. 4. Druckluftantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung zwischen dem Hilfszylinder und Druckluftzylinder ein Steuerventil vorgesehen ist.4. Compressed air drive according to claim 3, characterized characterized in that in the line between the auxiliary cylinder and compressed air cylinder a control valve is provided.