DE829917C - Elektrischer UEberstromausschalter mit selbsttaetigem Wiederschliessen - Google Patents

Description

I)ic vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrische überstromausschalter des selbsttätig wiederschlielk'iideii Typs, mit einer kraftbetätigten Vorrichtung, welche das normale Schließen und/oder das rasche automatische WiederschlieÖen des Überstromausschalters besorgt, wobei die betreffende Vorrichtung noch Mittel zum Schließen des Überstromatisschalters von Hand umfaßt.

I'm das rasche Wiederschließen der Überstromausschalter zu erreichen, bei denen die hochstzulässige Zeitspanne in der Größenordnung von 2O Perioden oder weniger von Beginn des Auftretens des Fehlers an ist, muß der Wiederschließvorgang eingeleitet werden, bevor noch der Unterbrecher die voll geöffnete Lage erreicht hat; dabei ist es von Wichtigkeit, daß die Vorrichtung so wenig bewegliche Teile wie möglich lx?sitzt. Ein anderes Erfordernis ist, daß der Überstromausschalter mit hoher Geschwindigkeit ausgelöst werden kann, selbst wenn der Vorrichtung Schließkraft zugeführt wird, d. h. der Überstromausschalter muß kraftauslösefrei sein. JCs sind Schnelhviedersehließvorrichtungen konstruiert worden, welche kraftauslösefrei sind und nur einen einzigen Vorrichtungshel >el !»nötigen, aber ihr Nachteil ist, daß sie nicht mechanisch auslösefrei von den Handschließmitteln, ohne zusätzliche Hebel bzw. eine zusätzliche Auslösevorrichtung zu verwenden, sind. Alle Vorrichtungen zur Betätigung von Überstromausschaltern müssen von Hand geschlossen werden können, und wenn sie von Hand bei Störungen in der Leitung geschlossen werden, müssen sie mechanisch auslösefrei sein, um den Bedienungsmann vor Tonfällen zu schützen.

Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines elektrischen Überstromausschalters mit verbesserter Betätigungvorrichtung, welche alle obenerwähnten Erfordernisse in zufriedenstellender Weise erfüllt und dabei doch einfach und billig in der Herstellung ist und sehr wenig bewegliche Teile besitzt.

Bei dieser Zielsetzung besteht die ,vorliegende Erfindung in einem elektrischen Überstromausschalter mit selbsttätiger Wiederschließung, der durch auslösbare Mittel in geschlossener Lage gehalten wird und in die Lage des geöffneten Stromkreises bewegt wird, wobei eine kraftbetätigte Vorrichtung und handbetätigte Mittel vorgesehen sind, um den Überstromausschalter zu schließen, der Überstromausschalter jederzeit kraftschlüssig mit der kraftbetätigten Schließvorrichtung verbunden ist und von dersell>en gesteuert wird und die Stromkreisunterbrechungsmittel in jeder Lage der handbetätigten Schließmittel betätigt werden können, sowie augenblicklich in Wirkung treten, um die Umsteuerung der kraftbetätigten Schließvorrichtung zu bewirken. Die erwähnten auslösbaren Mittel werden durch eine Auslösevorrichtung ausgelöst, die vorteilhafterweise die Verbindung des Unterbrechers mit einem handbetätigten Hebel, der die Handschließvorrichtung bildet, unterbricht.

Zum l>esseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und zur leichteren Ausführung derselben wird nunmehr auf die Zeichnungen Bezug genommen, v^ron welchen

Fig. ι eine Ansicht, teilweise im Schnitt, eines Überstromausschalters und der Betätigungsvorrichtung mit den Kennzeichen der vorliegenden Erfindung ist, wobei die Teile in der Lage des geschlossenen Stromkreises durch ausgezogene Linien dargestellt sind, während der Stromkreisunterbrecher schematisch gezeigt wird;

Fig. 2 ist ein Grundriß, teilweise im Schnitt, des in Fig. ι dargestellten Betätigungsmechanismus;

F"ig. 3 ist ein Schnitt der Betätigungsvorrichtung, im wesentlichen im rechten Winkel zu dem Schnitt der Fig. 1;

Fig. 4 ist eine Teilansicht, teilweise im Schnitt, der Betätigungsvorrichtung, welche den Handbetätigungshebel in erhobener Lage, fertig zum Schließen des Überstromausschalters zeigt;

Fig. 5 ist ein Schaltschema, welches den Steuerstromkreis zur Steuerung der Arbeitsweise des Überstromausschalter zeigt.

Der bei 7 in Fig. 1 schematisch dargestellte Stromkreisunterbrecher kann von einer der üblichen Konstruktionen sein, entweder ein ölschalter oder ein Luftschalter. Wie schematisch dargestellt, umfaßt der Stromkreisunterbrecher feste Kontakte 9 und damit zusammen arbeitende bewegliche Kontakte 11 zur Kontrolle eines Hauptstromkreises, der schematisch durch die Linie· 1.3 dargestellt wird. Obwohl als einpoliger Stromkreisunterbrecher dargestellt, ist es doch selbstverständlich, daß der Unterbrecher auch als mehrpoliger Stromkreisunterbrecher miit einem Satz Kontakte 9, 11 für jeden Pol bzw. jede Einheit ausgeführt werden i kann, wobei die beweglichen Kontakte mechanisch miteinander verbunden sind, um in der üblichen Weise gleichzeitig betätigt werden zu können. Der Stromkreisunterbrecher wird durch eine bei 15 schematisch dargestellte Druckfeier in die Lage des geöffneten Stromkreises gedrückt, und der Unterbrecher ist mit der allgemein bei 17 angedeuteten Betätigungsvorrichtung durch geeignete Verbindungsmittel mechanisch verbunden. Das Verbindungsmittel ist schematisch dargestellt als ein die Richtung wechselnder zweiarmiger Hebel 19 mit seinem Drehpunkt bei 21, wobei ein Ende des Hebels mit der Laiterbrecherhubstange 23 aus Isoliermaterial verbunden ist. Das andere Ende des Hebels 19 ist drehbar an die Unterbrecherbetätigungsstange 25 angelenkt, welche ihrerseits mit der Betätigungsvorrichtung 17 mechanisch verbunden ist.

Die Betätigungsvorrichtung 17 umfaßt ein Hauptgußstück 27, welches so gestaltet ist, daß es einen Arbeitszylinder 29 bildet, der an seinem ol>eren Ende durch ein Teil abgeschlossen wird, das mit dem Gußstück aus einem Stück besteht. Am unteren Ende des Zylinders 29 ist ein Verschlußstück 31 befestigt, um dieses Zylinderende abzuschließen; dieses Verschlußstück besitzt eine verhältnismäßig große öffnung 33, welche mit der Außenluft in Verbindung steht. Ein Arbeitskolben 35 bewegt sich in dem Zylinder 29 auf und ab und besitzt, aus einem Stück mit ihm l>esteheud, einen rohrförmigen Kolbenstangenteil, der fluddicht durch eine im ol>eren Ende des Zylinders hierfür vorgesehene öffnung hindurchgeht. !Der Arbeitskolben 35 ist jederzeit kraftschlüssig mit der Unterbrecherbetätigungsstange 25 verbunden und so ausgebildet, daß er durch Druckluft betätigt werden kann, um den normalen Schließvorgang oder den raschen automatischen Wiederschließvorgang des Stromkreisunterbrechers zu bewirken.

Ein Handschließhebel 39 ist an seinem linken Ende am Oberteil des Gußstücks 27 angelenkt. Der Handschließhebel liesteht aus einem Paar im Abstand voneinander befindlicher Hebel 41 (Fig. 2), die an ihren rechten Enden starr mit einem Handgriff 43 verbunden sind. Die anderen Enden der Hebel 41 sind durch kurze Drehzapfen 45 (Fig. 2) an einem Paar im Abstand voneinander befindlicher gegabelter Vorsprünge 47, die mit dem Gußstück 27 aus einem Stück bestehen und nach ol>en hervorstehen, drehbar angelenkt.

Ein Betätigungs- bzw. Verriegelungshebel 49 ist an einem Ende drehbar an einer Drehzapfenwelle 51 angelenkt, welch letztere von dem Handschließhebel 39 neben dem Handgriff 43 getragen wird. Der Hebel 49 ist innerhalb des Raumes zwischen den Hebeln 41, die den Handschließhebel 39 bilden, angeordnet und dieser Hebel 49 besitzt im Abstand voneinander befindliche parallele Seiten (Fig. 2), welche durch Traversen 53 starr miteinander verbunden sind.

Der Handschließhebel wird jederzeit in der in Fig. ι gezeigten geschlossenen Lage gehalten, ausgenommen, wenn der Unterbrecher von Hand ge-

schlossen wird, und zwar mit Hilfe eines handbetätigten Riegels 55, der drehbar auf einem Drehzapfen 57 gelagert ist, welch letzterer von einem Teil des Gußstücks 27 getragen wird. Der Riegel 55 erfaßt eine Rolle 59 auf dem Drehzapfen 51 und der Riegel wird durch eine Druckfeder 61 in die Verriegelungslage gedrückt. Am Riegel 55 ist ein Handgriff 62 vorgesehen, um den Riegel in die Freigabelage zu bewegen und damit den Handschließhebel freizugeben, falls gewünscht wird, den Stromkreisunterbrecher von Hand zu schließen.

Die Stromkreisunterbrecherbetätigungsstange 25 ist durch einen Drehzapfen 63 mit dem Betätigungshebel 49 zwischen dessen Enden verbunden, wobei der Drehzapfen 63 quer durch die Seiten des Hebels 49 hindurchgeht und Öffnungen in einem gegabelten Verbindungselement 65 am unteren Ende der Stange 25 erfaßt, welche zwischen den Seiten des Hebels 49 angeordnet ist. Ein kurzes Verbindungs-

ao glied 67 verbindet den Betätigungshebel 49 mit der rohrförmigen Kolbenstange 37, wobei das obere Ende des Verbindungsgliedes drehbar an den Drehzapfen 63 angelenkt ist, während das untere Ende durch einen Drehzapfen 69 drehbar an die Kolbenstange 37 angelenkt ist. Der Stromkreisunterbrecher ist damit kraftschlüssig in einer nicht auslösefreien Weise mit dem Arbeitskolben 35 verbunden.

Das freie Ende des Betätigungshebels 49 trägt zwischen dessen Seiten eine kurze Welle 71, und auf dieser kurzen Welle ist eine Verriegelungsrolle 73 drehbar angebracht. In der Lage des geschlossenen Stromkreises von Unterbrecher und Vorrichtung liegt das freie Ende des Betätigungshebels 49 zwischen den im Abstand befindlichen Drehzapfenträgern 47, und die Achse der kurzen Welle 71 und der Verriegelungsrolle ,73 liegt in einer Flucht mit der festen Drehzapfenachse 45 des Handschließhebels 39, wie es die Fig. 1 zeigt.

Der Unterbrecherbetätigungshebel 49 ist so ausgebildet, daß er in der in Fig. 1 durch voll ausgezogene Linien geschlossenen Lage gehalten wird, um seinerseits den Stromkreisunterbrecher geschlossen zu halten, und zwar durch einen Schnellschlußverriegelungsmechanismus, bestehend aus einem Hauptriegel 75, welcher am Gußstück 27 durch einen Drehzapfen yj drehbar angelenkt ist. Der Hauptriegel 75 wird durch eine Feder 79 in die Verriegelungslage gedrückt, und der Riegel ist so ausgebildet, daß er die Verriegelungsrolle 73, die von dem freien Ende des Unterbrecherbetätigungshebels 49 getragen wird, erfaßt und zurückhält. Die Vorderfläche des Hauptriegels 75 ist so geformt, daß dieser Riegel allein den Unterbrecherbetätigungshebel 49 gegen den öffnungsdruck des Unterbrechers nicht in der geschlossenen Lage halten kann, sofern der Hauptriegel nicht selbst verriegelt wird. Ein Hilfsriegel 81 ist vorgesehen, um den Hauptriegel 75 normalerweise zu erfassen und in der Verriegelungslage zu halten. Der Hilfsriegel 81 ist durch einen Drehzapfen 83 am Gußstück 27 angelenkt und besitzt eine Riegelnase 85, welche sich unter einer entsprechenden Riegelnase des Hauptriegels 75 anlegt. Der Hilfsriegel 81 wird durch eine Druckfeder 87, welche sich in einer Aussparung des Gußstücks 27 befindet, in die Verriegelungslage gedrückt. Der Riegel ist mit einem Vorsprung 89 versehen, welcher sich direkt über das obere Ende des Auslösestößels 91 einer elektromagnetischen Auslösevorrichtung 93 erstreckt. Die Auslösevorrichtung 93 umfaßt außer dem Auslösestößel 91 einen E-förmigen Kern 95 aus magnetischem Werkstoff, eine Erregerwicklung 97, die um den mittleren Schenkel des Kerns gewunden ist und einen beweglichen Anker 99, der mit dem Kern zusammen arbeitet. Der Auslösestößel 91 ist in der Mitte des Ankers 99 befestigt und erstreckt sich gleitend aufwärts durch eine Führungsöffnung im Mittelteil des Kerns und durch eine Öffnung in dem horizontalen Teil des Gußstücks 27.

Wenn die Auslösevorrichtung 93 erregt wird, wird der Auslösestößel 91 durch den Anker 99 aufwärts bewegt und dreht den iHilfsriegel 81 im Uhrzeigersinn, um den Hauptriegel 75 freizugeben, woraufhin die Druckfeder 15 des Stromkreisunterbrechers den Unterbrecher in die Lage des geöffneten Stromkreises bewegt. Durch die Öffnungsbewegung des Stromkreisunterbrechers wird der Betätigungshebel 49 im Uhrzeigersinn in die Stellung gedreht, welche in Fig. 1 durch die gestrichelten Linien angedeutet ist, wobei diese Stellung der offenen Lage des Stromkreisunterbrechers entspricht. Während der anfänglichen Öffnungsbewegung des Betätigungshebels 49 drückt die Verriegelungsrolle JT) den Hauptriegel 75 bei Lösen der Verriegelung im Uhrzeigersinn. Um zu verhindern, daß der Hilfsriegel 81 in die Verriegelungslage zurückgeführt wird, bevor der Unterbrecher-, betätigungshebel 49 in die geschlossene Lage zurückgeführt worden ist, ist ein U-förmiger Haltehebel 101 vorgesehen, dessen Schenkel an dem Drehzapfen 83 an entgegengesetzten Seiten des Hilfsriegeis 81 drehbar angelenkt sind. Der Haltehebel wird durch eine Feder 103, welche stärker ist als die Riegelfeder 87, im Uhrzeigersinn um seinen Drehpunkt gedreht. Ein Vorsprung 105 am freien Ende des Haltehebels ist direkt unter dem freien Ende des Betätigungshebels 49 so angeordnet, daß der Haltehebel in der außerbetrieblichen Lage niedergehalten wird, wenn der Betätigungshebel 49 sich in der geschlossenen Lage befindet. 1» Wenn indessen der Betätigungshebel freigegeben wird, wird damit auch der Haltehebel im Uhrzeigersinn gedreht, und ein Vorsprung 107 desselben erfaßt und hält den Hilfsriegel 81 in der unverriegelten Lage, bis der Unterbrecherbetätigungshebel 49 in die geschlossene Lage zurückgeführt ist.

Der Arbeitskolben 35 ist so ausgebildet, daß er in dem Zylinder 29 abwärts bewegt wird, um den Stromkreisunterbrecher zu schließen bzw. automatisch wieder zu schließen, und zwar durch Druckluft aus einem Hilfsluftbehälter 111 (Fig. 5), wobei die Druckluft dem oberen Ende des Arbeitszylinders durch einen Einlaßkanal 113 (Fig. 3) zugeführt wird, der durch ein Einlaßventil 115 ge- 1*5 steuert wird. Dem Hilfsluftbehälter 111 wird

Druckluft von einem (bier nicht dargestellten) Hauptbehälter zugeführt, in welchem die Luft gespeichert und durch ein (hier nicht dargestelltes) geeignetes Kompressoraggregat unter bestimmten Druck gehalten wird.

Der Einlaßventilkegel 115 befindet sich auf einer Ventilspindel 117 und wird durch eine. Druckfeder 119, 'welche im Ventilgehäuse angeordnet ist und den unteren Teil der Ventilspindel umgibt, in die geschlossene Lage gedrückt. Ein zweiter Ventilkegel 121 auf der gleichen Ventilspindel 117 arbeitet mit einem Auslaßkanal, der mit der Außenluft in Verbindung steht, zusammen und dient dazu, Luft aus dem Arbeitszylinder 29 abzulassen, wenn das Einlaßventil 115 geschlossen wird. Das Einlaßventil 115 ist so ausgebildet, daß es in die offene Lage durch einen Elektromagnet 123 gebracht wird, welcher aus einem U-förmigen festen Kern 125, einer Erregerwicklung 127 und einem T-förmigen Anker 128 besteht. Das untere Ende des Ankers berührt das Oberteil der Ventilspindel 117, und sobald der Elektromagnet erregt wird, wird der Anker abwärts in die angezogene Lage bewegt, wobei er das Einlaßventil 115 öffnet und das Auslaß ventil 121 schließt. Hierauf tritt Druckluft zu dem oberen Ende des Arbeitszylinders 29 und treibt den Kolben 35 abwärts, wodurch der Stromkreisunterbrecher geschlossen wird.

Die Vorrichtung ist mit einem Mittel zur selbsttätigen Regelung des Zustroms von Druckluft zum Arbeitszylinder versehen.

Dieses Mittel bildet an sich keinen Teil der vorliegenden Erfindung und soll daher hier nur kurz gestreift werden. Es besteht aus einem Ventil 129 (Fig. 3), welches sich in dem Einlaßkanal 113 befindet. Das Ventil wird durch eine Feder 130 in die dargestellte offene Lage gedrückt, in welcher eine Nut 131 am Ventil die Luft mit hoher Geschwindigkeit durch den Kanal 113 in den Arbeitszylinder 29 strömen läßt. Das Ventil bleibt während des größeren Teils des Öffnungshubes des Kolbens in der geöffneten Lage und wird nahe dem Ende des Öffnungshubes durch den Kolben in die geschlossene Lage bewegt und durch eine (hier nicht dargestellte) federbelastete Kugel in der geschlossenen Lage gehalten. Ein kleiner (hier nicht dargestellter) Luftkanal in dem Gußstück 27 umgeht das Ventil 129, damit gedrosselte Druckluft während des ersten Teils der Unterbrecherschließbewegung, von der voll geöffneten Lage des Unterbrechers ausgehend, in den Arbeitszylinder eintreten kann. Wenn sich der Unterbrecher der geschlossenen Lage nähert, erfaßt ein Vorsprung 132 an dem Unterbrecherbetätigungshebel 49 das Ventil 129 und bewegt es an die offene Lage, wobei die Öffnungsbewegung durch die Ventilandrückfeder 130 vollendet wird. Wenn das Ventil 129 in die offene Lage bewegt wird, tritt Druckluft zum Zylinder mit größerer Geschwindigkeit hinzu und liefert damit zusätzliche Antriebskraft, um die verhältnismäßig hohe Kontaktbelastung des Unterbrechers zu überwinden, welche während des Endteils der Schließbewegung aufgenommen wird. Die Konstruktion des Ventils ist so getroffen worden, daß es während der schnellen Wiederschließbewegungen geöffnet bleibt, um die zusätzliche größere Menge an Druckluft zuzuführen, welche notwendig ist, um die Bewegung des Stromkreisunterbrechers rasch umzukehren und den Unterbrecher rasch wieder zu schließen.

Es wurde vorher darauf hingewiesen, daß der Stromkreisunterbrecher jederzeit kraftschlüssig mit dem 'Arbeitskolben 35 verbunden ist, und daß er daher mechanisch nicht auslösefrei vom Kolben ist. Um den Überstroniausschalter kraftauslösefrei zu machen, d. h.um ihn mit hoher Geschwindigkeit beim Schließen oder Wiederschließen durch mechanische Kraft gegen eine mit Störungen behaftete Leitung auslösen zu können, obwohl dem Arbeitszylinder Druckluft zugeführt wird, ist der Arbeitszylinder mit einem Mittel zum Ablassen der Druckluft versehen, damit der Luftdruck im Zylinder 29 rasch zusammenfällt, sobald die Auslösevorrichtung 93 betätigt wird. Dieses Luftdruckablaßmittel umfaßt einen breiten Auslaßschlitz 133 in der Seitenwandung des Arbeitszylinders, der mit einem Auslaßkanal 135 zur Außenluft in Verbindung steht, welch letzterer durch ein Auslaß- bzw. Ablaßventil 137 gesteuert wird. Der Auslaßschlitz 133 und der Auslaßkanal 135 haben einen größeren Querschnitt als der Einlaßkanal 113, so daß, wenn das Ablaßventil geöffnet wird, dies den raschen Zusammenfall des Luftdrucks im Zylinder 29 verursacht, was dann die rasche Umkehr der Bewegungsrichtung des Arbeitskolbens und die rasche Öffnung des Stromkreisunterbrechers, unverzögert durch Luftdruck über dem Arbeitskolben, gestattet. Das Ablaßventil 137 besitzt die Form eines becherförmigen Kolbenventils und wird durch eine Schraubendruckfeder 139, die im Ventilgehäuse angebracht ist und die Unterseite des Ablaßventils erfaßt, in die geschlossene Lage gedrückt. Das \^Aentilelement 137 gleitet in einem durch das Ventilgehäuse gebildeten Zylinder, und die Öffnung des Ablaßventils wird durch einen Elektromagnet 141 eingeleitet. Der Elektromagnet besteht aus einem U-förmigen festen Kern 143, einer Erregerwicklung 145 und einem .Anker 147. Ein mit dem Anker verbundener Schaft 149 erstreckt sich lose durch eine öffnung im Oberteil des Ablaßventils 137 und besitzt einen verbreiterten Kopf, welcher das Oberteil des Ventils erfaßt. Das Ventil 137 gleitet auf dem Schaft 149 und ist so ausgebildet, daß es bei Erregung des Elektromagnets 141 teilweise geöffnet wird. Sobald das Ventil durch die Betätigung des Elektromagnets teilweise geöffnet wird," strömt irgendwelche im Arbeitszylinder 29 vorhandene Druckluft zur Außenluft über das Oberteil des Ventils 137 ab. und der Luftdruck drückt das Ablaßventil rasch in die voll geöffnete Lage, wodurch die verhältnismäßig leichte Andrückfeder 139 zusammengedrückt wird. Der Elektromagnet 141 ist so ausgebildet, daß er gleichzeitig mit der Auslösevorrichtung 93 erregt wird; zu diesem Zweck ist die Wicklung 145 des Elektromagnets 141 parallel mit der Wicklung der Aus-

lösevorrichtung 93 geschaltet, wie es die Fig. 5 zeigt.

In der Fig. 5, welche schematisch die Stromkreise für die elektrische Steuerung des Uberstromausschalters zeigt, bedeuten 151 und 153 ein Paar Zuleitungskabel, die an eine (hier nicht dargestellte) Quelle elektrischer Energie angeschlossen sind. Die Wicklung 127 des Elektromagnets, welcher den Zutritt von Druckluft zu dem Arbeitszylinder steuert, um .den Überstromausschalter automatisch wieder zu schließen, ist in einen Erregerstromkreis 155 geschaltet, welcher von dem Zuleitungskabel 151 durch die Wicklung 127, durch die hinteren Kontakte 157 eines Auslöserelais R und die vorderen Kontakte eines Betätigungsrelais 0 zu dem Zuleitungskabel 153 geht. Die Erregerwicklung des Betätigungsrelais U ist in einen Erregerstromkreis geschaltet, welcher von dem Zuleitungskabel 153 durch ein Kabel 161, die hinteren Kontakte 163 des Auslöserelais R, die Erregerwicklung des Betätigungsrelais U, das Kabel 165 und durch einen llandsteuerschalter 167 zur Steuerung des normalen Kraftschließvorganges des Überstromausschalters zu dein entgegengesetzten Zuleitungskabel 151 geht. Die Erregerwicklung des Auslöserelais R ist in einen Erregerstromkreis geschaltet, welcher von dem Zuleitungskabel 153 durch das Kabel 169, durch einen Hilfsschalter 171, der geschlossen wird, wenn der Stromkreisunterbrecher die geschlossene Lage erreicht, durch die Erregerwicklung des Auslöserelais R, durch die !vorderen Kontakte 173 des Betätigungsrelais O und das Kabel 175 zu dem Zuleitungskabel 151 geht. Ebenso ist ein Verriegelungsstromkreis .vorgesehen, um das Auslöserelais R nach Schließen des Hilfsschalters 171 unter Erregung zu halten, bis der Handschließsteuerschalter 167 geöffnet worden ist. Der letztgenannte Verriegelungsstromkreis erstreckt sich vom Zuleitungskabel 153 durch das Kabel 161, die vorderen Kontakte 179 des Auslöserelais R, durch die Erregerwicklung des Auslöserelais, die Kabel 177 und 165 und durch den Handschließsteuerschalter 167 zu dem Zuleitungskabel 151.

Die Wicklung 97 der Auslösevorrichtung 93 und die Wicklung 145 des Ablaß,ventilelektromagnets 141 sind in einem Erregerstromkreis parallel geschaltet, der von dem Zuleitungskabel 153, durch das Kabel 169, durch einen Hilfsschalter 181, der geschlossen ist, wenn der Stromkreisunterbrecher geschlossen ist, durch die parallel geschalteten Wicklungen 97 und 145, durch die Kontakte 183 eines auf Fehler ansprechenden Überstromschutzrelais und durch ein Kabel 187 zu dem Zuleitungskabel 151 geht. Das auf Fehler ansprechende Relais ist so angeordnet, daß es bei Auftreten einer bestimmten Überlast oder eines Kurzschlusses im Hauptstromkreis 13, der durch den Überstromausschalter kontrolliert wird, seine Kontakte 183 schließt. Zu diesem Zweck ist die Erregerwicklung 185 des Schutzrelais so angeordnet, daß sie von einem Transformator 189 erregt wird, welcher dem Hauptstromkreiskabel 13 zugeordnet ist.

Der Überstromausschalter kann auch mittels eines handbetätigten Auslösesteuerschalters 1191, welcher im Nebenschluß zu den Kontakten 183 des Schutzrelais geschaltet ist, geöffnet werden.

Der Stromkreisunterbrecher 7 ist so ausgebildet, daß er unmittelbar nach der Unterbrechung des Stromkreises durch den Unterbrecher infolge der Tätigkeit des Wiederschließrelais 193 selbsttätig wieder geschlossen wird. Die automatische Wiederschi ießbewegung des Stromkreisunterbrechers wird vorzugsweise sofort, nachdem der Unterbrecher die voll geöffnete Lage erreicht hat, eingeleitet. Die Kontakte 195 des Wiederschließrelais 193 sind mit den Kontakten des Handsteuerschließschalters 167 im Nebenschluß geschaltet. Ein handbetätigter Schalter 197 ist mit den Kontakten 195 in Reihe geschaltet, um den raschen automatischen Wiederschließvorgang des Stromkreisunterbrechers zu' verhindern, falls das selbsttätige Wiederschließeu nicht gewünscht wird. Die Erregerwicklung des Wiederschließrelais 193 ist in einen Erregerstromkreis 199 geschaltet, welcher sich von dem Zuleitungskabel 153, durch die Wicklung des WiederschlieUrelais 193, die Kontakte 201 des Schutzrelais 185 und durch einen nachstellbaren Hilfsschalter 203, der so eingestellt ist, daß er sich während der anfänglichen Öffnungsbewegung des Siromkreisunterbrechers schließt, und durch das Kabel 187 zu dem Zuleitungskabel 151 erstreckt.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist die folgende: Angenommen der Stromkreisunterbrecher wäre, wie in Fig. 1 dargestellt, in der geschlossenen Lage. Wenn nun in dem durch den Unterbrecher kontrollierten Hauptstromkreis 13 eine bestimmte Überlast oder ein iKurzschluß auftritt, dann wird das Schutzrelais 185 sofort erregt und schließt seine Kontakte 183, um die Erregung der Auslösevorrichtung 93 zu bewirken. Sobald die Auslösevorrichtung, erregt wird, wird der Auslösestößel 91 aufwärts bewegt, um den Hilfsriegel 81 zu veranlassen, den Hauptriegel 75 freizugeben, wodurch wiederum der Unterbrecherbetätigungshebel 49 freigegeben wird. Durch die Druckfeder 15 wird der Stromkreisunterbrecher sofort in die geöffnete Lage bewegt. Der Hauptstromkreis wird während des ersten Teils der Öffnungsbewegung des Unterbrechers unterbrochen, und zwar in der Zeitspanne, während welcher sich der Unterbrecher nur um einen Teil seines vollen Öffnungsabstandes geöffnet hat.

Angenommen, der Handschalter 197 wäre geschlossen, dann findet eine schnelle automatische Wiederschließbewegung des Stromkreisunterbrechers statt, sobald der Unterbrecher um einen bestimmten Abstand geöffnet wird, der geringer ist als der Abstand bei voller Öffnung. Die Kontakte 201 des Schutzrelais werden gleichzeitig mit den Kontakten 183 bei Betätigung des Schutzrelais geschlossen und bereiten so den Erregerstromkreis 'für das Wiederschließrelais 193 vor. Der Hilfsschalter 203 ist so eingestellt, daß er bei Beginn des Öffnungshubes des Unterbrechers und vor Abschalten des Stroms ,vom Schutzrelais schließt. Auf ^la5 diese Weise werden der Schalter 203 und die Kon-

takte 2OI des Schutzrelais momentan gleichzeitig geschlossen, zum mindesten für einen Zeitraum, welcher lang genug ist, um die Erregung des Wiederschließrelais 193 zu sichern. Daraus folgt, daß die schnelle automatische Wiederschließbewegung durch das Wiederschließrelais 193 bei Ansprechen auf das Schließen seines Erregerstromkreises durch die Kontakte des Hilfsschalters 203 eingeleitet wird. Sobald das Relais 193 erregt wird, schließt es seine Kontakte 195, wodurch die Erregung des Betätigungsrelais O bewirkt wird. Das ßetätigungsrelaiis O seinerseits vollendet einen Erregerstromkreis für den Steuerelektromagnet 127 des Einlaßventils 123, wodurch das Haupteinlaßventil 115 geöffnet wird. Daraufhin tritt Druckluft zu dem oberen Ende des Arbeitszylinders 29 und bewegt den Kolben 35 rasch abwärts, um den Stromkreisunterbrecher wieder zu schließen. Diese Vorgänge erfolgen praktisch augenblicklich, so daß die Wiederschließbewegung des Arbeitskolbens 35 sehr kurze Zeit nach Unterbrechung des Stromkreises und noch bevor der Unterbrecher seine voll geöffnete Lage erreicht hat, eingeleitet wird. Das Betätigungsrelais O bleibt erregt bis der Stromkreisunterbrecher die geschlossene Lage erreicht, zu welcher Zeit das Auslöserelais R infolge des Schließens der Kontakte des Hilfsschalters 171 erregt wird. Daraufhin öffnet das Auslöserelais den Erregerstromkreis des Betätigungsrelais an den Kontakten 163 und wird bei öffnen der Kontakte 173 des Betätigungsrelais selbst stromlos.

Falls die Verhältnisse, welche die Überlast oder den Kurzschluß verursachten zu der Zeit, wo der Stromkreisunterbrecher den Stromkreis bei der raschen automatischen Wiederschließbewegung schließt, beseitigt worden sind, bleibt der Stromkreisunterbrecher geschlossen und die Steuerstromkreise nehmen ihre normale in Fig. 5 gezeigte Lage ein. Wenn indessen die Fehlerquellen, welche die Überlast oder den Kurzschluß herbeiführten zu der Zeit, wo der Stromkreisunterbrecher seine geschlossene Lage erreicht, noch vorhanden sein sollten, dann wird das Schutzrelais 185 in dem Augenblick, in dem der Hauptstromkreis vollendet wird, neuerdings erregt und verursacht damit die Erregung der Auslösevorrichtung 81 und zur gleichen Zeit die Erregung des Elektromagnets 141 des Ablaßventils, welcher mit der Auslösevorrichtung parallel geschaltet ist. Infolgedessen wird der Riegel 75 neuerdings freigegeben und zur gleichen Zeit leitet der Elektromagnet 141 die öffnung des Ablaßventils 137 ein, wodurch der Luftdruck rasch zur Außenluft abgelassen wird, obwohl das Einlaßventil 115 zu der Zeit noch offen sein kann. Auf diese Weise wird der Stromkreisunterbrecher veranlaßt, seine Bewegung rasch umzukehren und die Öffnungsbewegung zu beginnen, obwohl das Einlaßventil zu dieser Zeit noch geöffnet sein kann. Die Öffnungsbewegung des Stromkreisunterbrechers ist infolge des raschen Zusammenfalls des Luftdrucks im Arbeitszylinder 29 praktisch unverzögert. Eine Sperrvorrichtung 205 einer der üblichen Konstruktionen kann im Stromkreis des Wiederschließrelais 193 vorgesehen werden, um mehr als eine schnelle automatische Wiederschließbewegung des Stromkreisunterbrechers zu verhindern. Der Stromkreisunterbrecher geht in die \ό11 geöffnete Lage und bleibt nach einem erfolglosen Versuch des schnellen Wiederschließens geöffnet.

Die normale Schließbewegung des Stromkreisunterbrechers aus der voll geöffneten Lage heraus wird durch Schließen des Handsteuerschalters 167 bewirkt. 'Das Schließen dieses Schalters vollendet einen Erregerstromkreis für das Betätigungsrelais O, welches seinerseits den Erregerstromkreis für den Steuermagnet 123 des Einlaßventils vollendet, wodurch Druckluft in den Arbeitszylinder eintritt, um den Stromkreisunterbrecher zu schließen. Das Betätigungsrelais O bleibt erregt, bis der Stromkreisunterbrecher die geschlossene Lage erreicht, woraufhin das Auslöserelais R infolge des Schließens der Kontakte des Hilfsschalters 171 erregt wird. Das auf diese Weise erregte !Auslöserelais öffnet den Erregerstromkreis des Betätigungsrelais O an den Kontakten 163, wodurch das Betätigungsrelais und der Elektromagnet 123 des Einlaßventils stromlos werden. Das öffnen der vorderen Kontakte 173 des Betätigungsrelais macht das Auslöserelais R stromlos, und das System wird in die normale Lage zurückgeführt. Wenn der Stromkreisunterbrecher gegen eine Überlast oder einen Kurzschluß geschlossen werden sollte, dann wird das Schutzrelais 185 so betätigt, daß es den Unterbrecher in der vorher beschriebenen Weise auslöst und auch das öffnen des Ablaßventils 137 ,veranlaßt.

Der Stromkreisunterbrecher kann von Hand in der Weise geöffnet werden, daß man den Handauslösesteuerschalter 191 schließt, welcher die Erregung der Auslösevorrichtung 93 bewirkt, wodurch dann auch der Stromkreisunterbrecher ausgelöst wird. Der Stromkreisunterbrecher kann auch von Hand an der Unterbrecherstation durch einen Handauslösesteuerhebel 207 (Fig. 1) ausgelöst werden, bei dessen Betätigung der Auslösestößel 91 aufwärts bewegt wird, um die Unterbrecherriegel freizugeben.

Es wurde bereits vorher darauf hingewiesen, daß der Handschließhebel 39 in der in Fig. 1 gezeigten geschlossenen Lage durch den handbetätigten Riegel 55 jederzeit verriegelt bleibt, ausgenommen während der Handschließbewegung des Stromkreisunterbrechers. Somit wird der Drehzapfen 51 des Unterbrecherbetätigungshebels 49 stets durch den Riegel 55 in einer festen Lage gehalten, ausgenommen, wenn der Unterbrecher von Hand geschlossen wird. Infolgedessen verwendet die Vorrichtung während der automatischen bzw. der elektrischen Betätigung des Stromkreisunterbrechers nur einen einzigen Betätigungshebel. '

Angenommen der Stromkreisunterbrecher wäre in der geöffneten Lage mit dem Unterbrecherbetätigungshebel in der geöffneten Lage, wie sie durch die strichpunktierte Linie in Fig. 1 angedeutet ist. Wenn nun gewünscht wird, den Stromkreisunterbrec'her von Hand zu schließen, dann

bewegt der Bedienungsmann den handbetätigten Riegel 55 durch den Handgriff 62 in die ausgelöste Lage, wodurch der Handschließhebel 39 freigegeben wird. Dann bewegt der Bedienungsmann den Handschließhebel 39 aufwärts entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn um den festen Drehzapfen 45 herum in die in Fig. 4 gezeigte Lage. Diese Aufwärtsbewegung des Handschließhebels verursacht eine Drehung des Unterbrecherbetätigungshebels 49 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn um den Drehzapfen 63 als Mittelpunkt, wodurch das freie Ende des Unterbrecherhebels 49 abwärts in die Verriegelungslage bewegt wird, wo es wiederum von dem Hauptriegel 75 erfaßt und durch die Verriegelungsvorrichtung in der verriegelten Lage gehalten wird. Dann wird der Handschließhebel 39 abwärts in die in Fig. 1 gezeigte Lage gebracht, bis er von dem Riegel 55 wieder verriegelt wird. Diese Abwärtsbewegung des Schließhebels aus der in Fig. 4 gezeigten Lage in die Lage der Fig. 1 bewegt den Stromkreisunterbrecher in die geschlossene Lage. Es ist zu bemerken, daß der Stromkreisunterbrecher von dem Handschließhebel 39 mechanisch auslösefrei ist, da, wenn der Stromkreisunterbrecher von Hand gegen eine Überlast oder einen Kurzschluß geschlossen werden sollte, die Auslösevorrichtung 93 betätigt wird, sobald der Stromkreis vollendet ist, wodurch der Hauptriegel 75 freigegeben und dem Stromkreisunterbrecher gestattet wird, infolge der Wirkung der Feder 15 rasch in die offene Lage bewegt zu werden, ungeachtet der Lage des Handschließhebels 39, selbst wenn der Bedienungsmann den Schließhebel 39 in der geschlossenen Lage halten sollte.

Die vorliegende Erfindung sieht einen einfachen und billigen Überstromausschalterbetätigungsmechanismus vor, bestehend aus einem kraftbetätigten Schließmittel von solcher Ausbildung, daß auch das rasche automatische Wiederschließen des Stromkreisunterbrechers bewirkt werden kann. Die Vorrichtung verwendet während der selbsttätigen und kraftgesteuerten Betätigung eine Mindestzahl von beweglichen Teilen. Der Unterbrecher ist jederzeit kraftschlüssig mit den Schließmitteln verbunden, wodurch ein rasches automatisches Wiederschließen auf einem Bruchteil des Hubes bewerkstelligt wird. Indessen ist der Unterbrecher kraftauslösefrei, d. h. er ist, trotz des Zu-Stroms von Schließdruckluft zu der Schließvorrichtung, in der Lage, sich zu öffnen. Die Vorrichtung ist mit einem Handschließhebel versehen, der mechanisch auslösefrei ,vom Unterbrecher ist und jederzeit in fester Lage bleibt, ausgenommen wenn der Unterbrecher von Hand geschlossen wird. Eine einfache Auslösevorrichtung gibt den Unterbrecher frei, damit derselbe sich öffnen kann und löst den Unterbrecher, frei vom Handschließhebel, aus.

Claims (16)

1. Patentansprüche:

   i. Elektrischer Überstromausschalter mit selbsttätigem Wiederschließen, der durch auslösbare Mittel in geschlossener Lage gehalten und in die Lage des offenen Stromkreises gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine kraftbetätigte Vorrichtung und handbetätigte Mittel vorgesehen sind, um den Stromkreisunterbrecher zu schließen, wobei der Unterbrecher jederzeit kraftschlüssig mit der kraftbetätigten Schließvorrichtung verbunden ist und von ihr gesteuert wird, einschließlich Stromkreisunterbrechungsmitteln, die in jeder Lage der handbetätigten Schließmittel betätigt werden können und augenblicklich wirksam werden, um die Umsteuerung der kraftbetätigten Schließvorrichtung zu gestatten.
2. 2. Elektrischer Überstromausschalter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daßdieauslösbaren Mittel durch eine Auslösevorrichtung freigegeben werden und eine derartige Aus-

   "lösung die Verbindung des Unterbrechers mit einem handbetätigten Hebel, welcher die Handschließvorrichtung umfaßt, unterbricht.
3. 3. Elektrischer Überstromausschalter gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit der Auslösevorrichtung Mittel betätigt werden, um die kraftbetätigten Schließmittel stromlos zu machen und dadurch die rasche öffnung des Unterbrechers zu bewirken.
4. 4. Elektrischer Überstromausschalter gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auslösbaren Mittel Verriegelungsmittel einschließen, die einen Unterbrecherhebel erfassen, welcher an einem iGliede der kraftbetätigten Schließvorrichtung angebracht ist.
5. 5. Elektrischer Überstromausschalter gemäß Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösevorrichtung das erwähnte Verriegelungsmittel erfaßt, um den erwähnten Unterbrecherhebel freizugeben und die öffnung des Unterbrechers zu gestatten.
6. 6. Elektrischer Überstromausschalter gemäß irgendeinem der ,vorhergehenden Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Handschließhebel mit dem Unterbrecherhebel in mechanisch auslösefreier Art verbunden ist.
7. 7. Elektrischer Überstromausschalter gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbrecherhebel an den Handschließhebel neben dem Ende des erwähnten Handschließhebels drehbar angelenkt ist, wobei der erwähnte Handschließhebel um einen festen Drehzapfen gedreht werden kann.
8. 8. Elektrischer Überstromausschalter gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der handbetätigte Schließhebel mit auslösbaren Verriegelungsmitteln versehen ist, um denselben in iao der geschlossenen Lage zu halten.
9. 9. Elektrischer Überstromausschalter gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das kraftbetätigte Schließmittel einen Fludmotor umfaßt. iss
10. 10. Elektrischer Überstromausschalter gemäß

    Atispruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Fiudmotor durch Druckgas betätigt wird.
11. 11. Elektrischer Überstromausschalter gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, die den Unterbrecher bei öffnung des Stromkreises zum mindesten einmal wieder schließt.
12. 12. Elektrischer Überstromausschalter gemäß Anspruch 9, 10 oder 11, falls er Anspruch 3 entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß der Eludmotor mit einem Ablaßventil versehen ist, um den Druck aus dem ersteren rasch abzulassen, wobei das erwähnte Ablaßventil gleichzeitig mit der Auslösevorrichtung betätigt wird.
13. 13. Elektrischer Überstromausschalter gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösevorrichtung und das Ablaßventil elektromagnetisch durch Spulen betätigt werden, welche in dem Stromkreis eines Schutzrelais parallel geschaltet sind, wobei das Auslöserelais von einer einzigen Spule aus betätigt werden kann.
14. 14. Elektrischer Überstromausschalter gemäß Anspruch 4 oder gemäß Anspruch 4 und irgendeinem der Ansprüche 5 bis 13. dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsmittel einen Riegel, welcher den Unterbrecherhebel erfaßt, ferner einen Hilfsriegel, der den ersterwähnten Riegel festhält, wobei beide Riegel durch Federn in die Yerriegelungslage gedrückt werden und der erwähnte Hilfsriegel durch die Auslösevorrichtung freigegeben wird, um den ersterwähnten Riegel freizugeben, schließlich einen Haltehebel, welcher die Rückkehr des Hilfsriegeis in die \ erriegelungslage verhindern soll, bevor der Unterbrecherhebel in die geschlossene Lage zurückgekehrt ist, umfassen.
15. 15. Elektrischer Überstromausschalter gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Handsteuerhebel zur Unterbrechung des Stromkreises.
16. 16. Elektrischer Uberstroinausschalter gemäß Anspruch 15, gekennzeichnet durch ein Wiederschließrelais, welches durch ein Schutzrelais erregt wird, wobei das erwähnte W iederschließrelais die Erregung eines Hetätigungsrelais bewirkt, welches einen Stromkreis vollendet, der einen Elektromagnet zur Betätigung des Einlaßventils des Fludmotors einschließt.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

    2939 1.