DE2230307A1

DE2230307A1 - Leistungsschalter

Info

Publication number: DE2230307A1
Application number: DE2230307A
Authority: DE
Inventors: Kunio Hirasawa; Katsuichi Kashimura; Yoshio Yoshioka
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1971-06-23
Filing date: 1972-06-21
Publication date: 1973-01-11
Also published as: US3740506A; DE2230307B2; DE2230307C3; CH552887A

Description

Leistungsschalter Die Erfindung bezieht sich auf einen Leistungsschalter, insbesondere ein Hochgeschwindigkeitsbetätigungssystem zur Verwendung bei einem Leistungsschalter, der mit einer starken Last arbeitet und einen großen Kontakttrennabstand aufweist.
Bei einem Preßgas-Leistungsschalter des in Fachkreisen bekannten Puffertyps wird die Kompression eines Lichtbogenlöschgases im wesentlichen gleichzeitig mit dem Kontakttrennvorgang begonnen, und das so erhaltene komprimierte Gas wird ausgenutzt, um den Lichtbogen zwischen den E.ontakten zu löschen. Eine große Kraft in der Größenordnung von 6 t ist allgemein zur Kompression des Gases im Leistungsschalter dieser Art erforderlich, der für z. B. 168 kV bemessen ist. Der Hub des Kolbens im Zylinder zum Erzielen der Gaskompression ist verhältnismäßig lang oder in der Größenordnung von- 100 - 200 mm, obwohl er in Abhängigkeit von der maximal zulässigen Stromaufnahme variiert. Da die Kompressionseinrichtung und der bewegliche Kontakt allgemein an einer gemeinsamen Betätigungsstange befestigt sind, ist der Kompressionshüb des Kolbens gleich dem Kontakttrennabstand, und dieser ist im Vergleich mit dem einer anderen Art von Leistungsschaltern, z. B. eines Preßluftleistungsschalters, beträchtlich groß.
Andererseits neigt der Kurzschlußstrom mit dem Anstieg im Leistungsbedarf dazu, mehr und mehr in vielen Teilen von großen Starkstromnetzen aufzutreten, und es besteht ein steigender Bedarf an einem Hochgeschwindigkeits betrieb für Leistungsschalter, um einen solchen Kurzschlu3 strom schnell zu beherrschen.
Die US-Patentanmeldung, Serial No. 199194, vom 16 ii.
1971, beschreibt einen verbesserten Leistungsschalter mit einem Betätigungssystem, das zum schnellen Ansprechen auf einen Kurzschlußstrom und zum Erzeugen einer großen Betätigungskraft geeignet ist. Das Betätigungssystem nach der genannten Patentanmeldung umfaßt ein auf ein Signal ansprechendes Ventilorgan, auf das ein Fluid unter Druck einwirkt, ein Organ zur Aufbringung einer Schließkraft, eine das auf ein Signal ansprechende Ventilorgan und das die Schließkraft aufbringende Organ miteinander verbindende Betätigungsstange, wobei eine erste Differentialkraftbeziehung zwischen diesen aufgrund der Tatsache herstellbar ist, daß die Kraft des Fluids unter Druck auf das Signalansprech-Ventilorgan in einer Richtung einwirkt, die der Richtung der Schließkraft relativ zur Betätigungsstange entgegengesetzt ist, und die auf das Signalansprech-Ventilorgan einwirkende Kraft größer als die Schließkraft ist, und umfaßt weiter einen zum und vom auf ein Signal ansprechenden Ventilorgan beweglichen Ventilsitz, um die Kraft des Fluids unter Druck zu begrenzen, die auf das Signalansprech-Ventilorgan einwirkt, wenn der Ventilsitz im Eingriff mit dem Signalansprech-Ventilorgan ist, wodurch eine zweite Differentialkraft beziehung zwischen dem Signalansprech-Ventilorgan und dem Schließkraftaufbringungsorgan aufgrund der Tatsache geschaffen wird, daß die begrenzte Kraft auf das Signalansprech-Ventilorgan in einer Richtung einwirkt, die der Richtung der Schließkraft entgegengesetzt ist, und die Schließkraft größer als die begrenzte Kraft ist, die auf das Signalansprech-Ventilorgan einwirkt. Bei diesem Betätigungssystem wird der bewegliche Ventilsitz zum und vom auf ein Signal ansprechenden Ventilorgan bewegt, um die Kraft des Fluids unter Druck, das auf das Signalansprech-Ventilorgan einwirkt, zwecks wahlweiser Einstellung einer der beiden Differentialkraftbeziehungen zu steuern und so wahlweise die Betätigungsstange in Schließ- oder Unterbrechungsrichtung vorzuspannen und damit den funktionsmäßig mit der Betätigungsstange verbundenen Unterbrecherteil entsprechend zu betätigen.
Während dieses Betätigungssystem zur Verwendung bei einem Leistungsschalter des Typs mit kurzem Kontakttrennabstand und damit kurzem Betätigungsweg wirkungsvoll ist, lassen sich seine technischen Vorteile kaum in vollem Umfang bei einem Leistungsschalter auswerten, der einen langen Kontakttrennabstand aufweist. Wenn nämlich der bewegliche Ventilsitz etwas vom Signalansprech-Ventilorgan entfernt wird, wirkt der Fluiddruck auf die gesamte Oberfläche des Signalansprech-Ventilorgans, und die erste Differentialkraftbeziehung wird zwischen diesem Ventilorgan und dem Schließkraftaufbringungsorgan mit dem Ergebnis geschaffen, daß das Signalansprech-Ventilorgan in die Unterbrechungsrichtung getrieben wird. Nach Lösung vom Signalansprech=Ventilorgan folgt der bewegliche Ventilsitz der Bewegung des Signalansprech-Ventilorgans, bis er schließlich mit dem Signalansprech-Ventilorgan in Eingriff kommt, und in einer solchen Lage ist der bewegliche Ventilsitz in Wartestellung, um sich wieder in Schließrichtung zu bewegen Jedoch führt ein großer Kontakttrennabstand unvermeidlich zu einem großen Weg, den der der Bewegung des Signal an sprech-Ventilorgans folgende bewegliche Ventilsitz zurUcklegen muß. Dies erfordert eine große Abmessung und eine Gewichtsvergrößerung des beweglichen Ventilsitzes-und führt zu einer Verringerung der Geschwindigkeit, mit der sich der bewegliche Ventilsitz vom Signalansprech-Ventilorgan löst, und zu einer verzögerten Einwirkung des Fluiddrucks auf die gesamte Oberfläche des Signalansprech-Ventilorgans.
So kann man nicht nur nicht den gewünschten Hochgeschwindigkeitsbetrieb erwarten, sondern die großen Abmessungen führen auch zu einem instabilen Betrieb des beweglichen Ventilsitzes selbst, woraus sich eine unerwünschte Beeinträchtigung der Verläßlichkeit des Betätigungssystems ergibt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Leistungsschalter zu schaffen, der ein verbessertes Betätigungssystem aufweist, das einen mit einer großen Last arbeitenden und einen großen Kontakttrennabstand aufweisenden Unterbrecherteil mit hoher Geschwindigkeit betätigen kann. Außerdem soll das neue Betätigungssystem verläßlich und stabil mit relativ geringer Steuerenergie betätigbar sein. Schließlich sollen bei diesem Betätigungssystem der Verlust von auf das Signalansprech-Ventilorgan während des Unterbrechungsvorganges einwirkendem Fluid unter Druck möglichst weit verringert und auch damit der Betrieb mit möglichst hoher Geschwindigkeit durchführbar gemacht werden.
Die Erfindung ermöglicht Verbesserungen des Betätigungssystems nach der genannten US-Patentanmeldung, Serial No. 199194, wonach das Signalansprech-Ventilorgan und das die Schließkraft liefernde Organ miteinander durch die Betätigungsstange verbunden sind und der bewegliche ;Tantilsitz zum und vom Signalansprech-Ventilorgan bewegt wird, um die Kraft des Fluids unter Druck zu steuern, das auf das Signalansprech-Ventilorgan einwirkt, wodurch die Be tätigungsstange wahlweise in Schließ- oder UTnterErechungsrichtung vorgespannt wird, um so den funktionmäßrg mit der Betätigungsstange verbundenen Unterbrecherteil entsprechend zu betätigen.
Nach dem Erfindungsgedanken wird ein Steuerventilorgan in der Nähe des beweglichen Ventilsitzes an dessen vom Signalansprech-Ventilorgan abgewandten Seite angeordnet, so daß er sich im Ansprechen auf die Bewegung der Betätigungsstange in der Unterbrechungsrichtung zum Steuern der Einwirkung des Fluiddrucks auf das Signalansprech-Ventil organ bewegt. Der Strom des Fluids unter Druck zum Signalansprech-Ventilorgan wird durch dieses Steuerventilorgan gesperrt, nachdem der bewegliche Ventilsitz vom Signalansprech-Ventilorgan während des Unterbrechungsvorgangs entfernt ist und der Fluiddruck auf die gesamte Oberfläche des Signalansprech-Ventilorgans einwirkt. Nach Lösung vom Signalansprech-Ventilorgan folgt der bewegliche Ventil sitz der Bewegung des Signalansprech-Ventilorgans in der Unterbrechungsrichtung. Jedoch ist der Weg, über den der bewegliche Ventilsitz dem Signalansprech-Ventilorgan folgt, ausreichend kurz im Vergleich mit der Bewegungsstrecke des Signaiansprech-Ventilorgans aufgrund der Tatsache, daß das Steuerventilorgan den Durchfluß des Fluids unter Druck, der zum Signalansprech-Ventilorgan führt, sperrt und einen Vorbereitungszustand für einen nachfolgenden Schließvorgang schafft. So nimmt der bewegliche Ventilsitz eine vom Signalansprech-Ventilorgan getrennte Schwimmstellung ein0 Im Ansprechen auf die Zufuhrung eines SehlieBEefehlsignals wird das auf das Signalansprech-Ventllorgan wirkende Fluid unter Druck abgeleitet, und dieses Ventilorgan beginnt, in die Schließrichtung durch die Schließkraft getrieben zu werden, die durch das Schließkraftaufbringungsorgan auf die Betätigungsstange einwirkt. Der beweglich Ventilsitz in der Schwimmstellung wird wieder in Eingriff mit dem Signalansprech-Ventilorgan gebracht, und das auf die Bewegung der Betätigungsstange ansprechende Steuerventilorgan öffnet den Durchfluß des Fluids unter Druck. Das Steuerventilorgan ist in einer solchen Lage in Wartestellung und nun bereit, auf ein Unterbrechungsbefehlssignal anzusprechen.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Leistungsschalter mit einem Betätigungssystem, gekennzeichnet durch ein Paar eines ersten Krafterzeugungsorgans zum Erzeugen einer großen Kraft in einer Richtung und eines zweiten Krafterzeugungsorgans zum Erzeugen einer kleineren Kraft in einer entgegengesetzten Richtung, eine diese beiden Krafterzeugungsorgane untereinander verbindende und eine Differentialkraftbeziehung zwischen diesen schaffende Betätigungsstange, ein zum und vom ersten Krafterzeugungsorgan bewegliches Kraftreduzierorgan zur Reduktion der vom ersten Krafterzeugungsorgan erzeugten Kraft in Eingriffsstellung mit diesem zwecks Schaffung einer zweiten Differentialkraftbeziehung zwischen dem ersten Krafterzeugungsorgan im Eingriffszustand und dem zweiten Krafterzeugungsorgan, Organe zum Steuern der Bewegung des Kraftreduzierorgans zum und vom ersten Krafterzeugungsorgan und zum Steuern der Einwirkung von Fluid unter Druck auf das erste Krafterzeugungsorgan zwecks wahlweiser Schaffung einer der beiden Differentialkraftbeziehungen und damit wahlweiser Vorspannung der Betätigungsstange in Schließ- oder Unterbrechungsrichtung sowie entsprechender Betätigung des mit der Betätigungsstange funktionsmäßig verbundenen Unterbrecherteils und ein auf die Bewegung der BetStigungsstange ansprechendes Organ zum Steuern der Einwirkung von Fluid unter Druck auf das erste Krafterzeugungsorgan nach Entfernung des Kraftreduzierorgans vom ersten Krafterzeugungsorgan und zum Halten des Kraftreduzierorgans in einer vom ersten Krafterzeugungsorgan getrennten Schwimmstellung.
Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht eines Leistungsschalters gemäß der Erfindung; Fig. 2 a und 2 b vergrößerte Längs schnitte von Teilen eines geerdeten Behälters und zugehöriger Teile in dem in Fig. 1 dargestellten Leistungsschalter; Fig. 3 eine Fig. 2 a entsprechende Darstellung einer gegenüber Fig. 2 a modifizierten Anordnung; Fig. 4 eine Fig. 2 b entsprechende Darstellung einer gegenüber Fig. 2 b modifizierten Anordnung; Fig. 5 eine vergrößerte, teilweise geschnittene Ansicht von im Leistungsschalter nach Fig. 1 verwendeten Ventil organen; und Fig0 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5.
In Fig. 1 ist ein Preßgas-Leistungsschalter des Puffertyps nach dem Prinzip gemäß vorliegender Erfindung dargestellt. In Fig. 1 ragen ein Paar von rohrförmigen Porzellanisolatoren 2 und 3 von einem geerdeten Preßfluidbehälter 1 nach oben, und ein Paar von Puffertyp-Unterbrecherteilen 4 und 5 auf einem hohen Potential sind am Oberende der rohrförmigen Isolatoren 2 bzw. 3 befestigt. Die rohrförmigen Isolatoren 2 und 3 wirken als Abstützung der Unterbrecherteile 4 und 5 und dienen gleichzeitig zur elektrischen Isolierung der Unterbrecherteile 4 und 5 gegenüber dem geerdeten Behälter 1. Zwei Paare von Durchführungen 6a, 6b und 7a, 7b stellen einen Strompfad durch die Unterbrecherteile 4 und 5 dar. In dieser Weise sind die Unterbrecherteile 4 und 5 aufgebaut, um den Stromkreis jeweils an zwei Punkten zu unterbrechen, und in Reihe miteinander verbunden. Um die Unterbrecherkapazität an den vier Unterbrechungspunkten auszugleichen, sind Spannungsteilungskondensatoren 8a, 8b, 9a und 9b parallel zu den vier Unterbrechungspunkten der Unterbrecherteile 4 und 5, die in Reihe geschaltet sind, angeordnet. Bei einem Leistungsschalter, der mit hoher Spannung arbeitet, wird häufig, wenn erforderlich, Jedem Unterbrechungspunkt ein Schließ- oder Unterbrechungswiderstand zugefügt. Jedoch sind bei dem Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung nach Fig. 1 diese' Widerstände reicht verwendet.
Der Puffertyp-Leistungsschalter mit diesem Aufbau ist in einer horizontalen Stellung unter einem bestimmten Abstand über dem Bodenniveau mittels einer Basis 10 gehalten, die den geerdeten Behälter 1 abstützt, und die Unterbrecherteile 4 und 5 sind mit der Basis 10 durch eine Mehrzahl n Abspannisolatoren 11a, lib, 12a und 12b so fest verbunde, daß die Unterbrecherteile 4 und 5 nicht herunterfallen kon nen.
Die Mittel zur Betätigung dieser beiden Unterbrecherteile 4 und 5 sind im geerdeten Behälter 1 enthalten, und eine Steuereinheit dafür befindet sich innerhalb eines Betätigungsventilkastens 13, der neben einem der axialen Enden des geerdeten Behälters 1 so angeordnet ist, daß die Betätigungsmittel unter Steuerung durch die Steuereinheit in die Schließ- oder Unterbrechungsrichtung getrieben werden können.
Die im geerdeten Behälter 1 enthaltenen Betätigungsmittel sollen nun im einzelnen anhand von Fig. 2a und 2b beschrieben werden. Ein Ventilkasten 21 ist an einem der axialen Enden des geerdeten Behälters 1 ausgebildet, wie Fig. 2a zeigt, und ein weiterer Ventilkasten 22 wird durch einen Flanschteil am anderen axialen Ende des geerdeten Behälters 1 definiert, wie Fige 2b zeigt. Ein auf ein Signal ansprechendes Ventllorgan 23 mit einem Durchmesser A ist axial gleitbar fluiddicht innerhalb des Ventilkastens 21 angeordnet, und ein Schließkraftaufbring-Ventilorgan 24 mit einem Durchmesser B ist ähnlich im Ventilkasten 22 vorgesehen. Es existiert ein Verhältnis AA> B zwischen dem Durchmesser A des Signalansprech~Ventilorgans 23 und dem Durchmesser B des Schließkraftaufbring-Ventilorgans 24.
Diese beiden Ventil organe 23 und 24 sind miteinander durch eine Betätigungsstange 25 verbunden, die sich durch den Raum innerhalb des geerdeten Behälters 1 erstreckt, und ein Fluid unter Druck oder hierin Druckluft wirkt gleichmäßig auf diese beiden Ventilorgane 23 und 24. So wird eine erste Differentialkraftbeziehung zwischen diesen beiden Ventil organen 23 und 24 geschaffen.
Das Ventilorgan 23 ist mit einer Vantilsitzeingrlffsdichtung 26 versehen, deren Durchmesser C kleiner als der Durchmesser B des Ventilorgans 24 ist, und ein im wesentlichen ringförmiger Ventilsitz 27 ist beweglich innerhalb des Ventilkastens 21 so angeordnet, daß er an der Dichtung 26 anliegen und sich wieder von ihr lösen kann. Dieser Ventilsitz 27 wirkt als ein Mittel zur Begrenzung der wirksamen Fläche des Ventilorgans 23, worauf der Druck der Preßluft einwirkt. In dem Zustand, in welchem der bewegliche Ventilsitz 27 im Eingriff mit dem Ventilorgan 23 ist, definiert der Durchmesser G der Dichtung 26, an dem der bewegliche Ventilsitz 27 anliegt, die wirksame Fläche des Ventilorgans 23. Wenn man Preßluft, die auf den Teil des Ventilorgans 23 um das Eingriffs ende des beweglichen Ventilsitzes 27 herum einwirkt, herausläßt, wie noch weiter unten beschrieben wird, ergibt sich eine zweite Differentialkraftbeziehung zwischen dem Ventilorgan 23 und dem Schließkraftaufbring-Ventilorgan 24 aufgrund der Differenz zwischen den Durchmessern B und C.
Die erste Differentialkraftbeziehung und die zweite Differentialkraftbeziehung werden wahlweise in Abhängigkeit vom Schließ- und Unterbrechungsvorgang in einer Weise geschaffen, wie noch beschrieben wird, so daß die Betätig gungsstange 25 wahlweise nach rechts oder links in Fig. 2a getrieben wird.
Der rohrförmige Isolator 2, der den Unterbrechertell 4 abstützt, ist gemäß Fig. 2a an seinem unteren Endteil an einem Flanschteil 1a des geerdeten Behälters 1 über einen Montagekörper 28 befestigt, der ein geschlossenes Ende aufweist, das in den geerdeten Behälter 1 so hineinraicht, da es zusammen mit dem rohrförmigen Isolator 2, dem Gehäuse des Unterbrecherteils 4 und den Durchführungen 6a und 6b ein geschlossenes Gefäß bildet. Das Innere dieses geschlossenen Gefäßes ist mit gasförmigem Schwefelhexafluorid (SF6) unter einem bestimmten Druck gefüllt, das stärker elektrisch isoliert und bessere Lichtbogenlöscheigenschaften als Preßluft aufweist. Der Unterbrecherteil 4 ist mit der Betätigungsstange 25 über eine Betätigungsstange 29 aus einem elektrischen Isolierstoff, die sich durch den rohrförmigen Isolator 2 erstreckt, und ein Hebelglied 30 verbunden, das fluiddicht an der Betätigungsstange 29 befestigt ist, so daß der Unterbrecherteil 4 für den Schließ-oder Unterbrechungsvorgang über die Betätigungsstange 29 und das Hebelglied 30 durch die Bewegung der Betätigungsstange 25 in der einen oder anderen Richtung betätigt wird.
Der bewegliche Ventilsitz 27 ist mit einem Paar von Flanschteilen 27a und 27b- an der inneren bzw. äußeren Umfangsfläche versehen Eine Feder 31 ist zwischen einem Flanschteil des Ventilkastens 21 und dem inneren Flanschteil 27a des Ventilsitzes 27 so angeordnet, daß sie normalerweise den beweglichen Ventil sitz 27 zum Ventilorgan 23 hin vorspannt. Der äußere Flanschteil 27b des Ventilsitzes 27 ist in engem fluiddichten Kontakt mit der Innenwand des Ventilkastens 21, um als Kolben zu dienen.
Der zwischen der Innenwand des Ventilkastens 21 und der Außenumfangsfläche des beweglichen Ventilsitzes 27 definierte Raum ist durch den äußeren Flanschteil 27b des beweglichen Ventilsitzes 27 in zwei Kammern d und ß unterteilt. Preßluft kann von dem geerdeten Behalter 1 in diese Kammern Oc und ß durch entsprechende Einlaßöffnungen 33 und 32 strömen9 die im beweglichen Ventilsitz 27 ausgebildet sind. Die dem Schließkraftaufbring-Ventilorgan 24 nahere Kammer a steht durch einen Verbindungskanal 34 mit der Steuereinheit im Betätigungsventilkasten 13 in Verbindung.
Ein Raum oder eine Kammer 6 wird zwischen den Innen- und Endwänden des Ventilkastens 21 und der äußeren oder (in Fig. 2a) linken Oberfläche des Ventilorgans 23 definiert.
Diese Kammer t steht in ähnlicher Weise mit der Steuereinheit im Betätigungsventilkasten 13 durch einen Verbindungskanal 35 in Verbindung.
Die Betätigungsstange 25 ist mit einem Paar von unter Abstand liegenden Anschlägen 36 und 37 an Stellen nahe dem Ventilorgan 23 im Ventilkasten 21 versehen, und ein Steuerventilorgan 38 ist lose auf der Betätigungsstange 25 an einer Stelle zwischen den Anschlägen 36 und 37 so montiert, daß es den Durchstrom der vom geerdeten Behälter 1 in den Raum im ringförmigen beweglichen Ventilsitz 27 zugeführten Preßluft zur Einwirkung auf das Ventilorgan 23 sperren und wieder freigeben kann.
Praktisch ist das Innere des geerdeten Behälters 1 mit auf etwa 15 - 30 at komprimierter Luft gefüllt, und ein Teil der Preßluft wirkt auf das Ventilorgan 23 und das Ventilorgan 24. In dem in Fig. 2a gezeigten Zustand ist der bewegliche Ventilsitz 27 durch die Kraft der Feder 31 gegen die Dichtung 26 am Ventilorgan 23 gedrückt, da der gleiche Luftdruck auf die Kammern oil und ß wirkt Aufgrund der Tatsache, daß ein im wesentlichen dem atmosphårischerX Druck gleicher Druck auf die Fläche des Ventilorgans 23 außerhalb des äußeren Umfaiigsteils des beweglichen Ventilsitzes 27 wirkt und daß normalerweise der atmosphårische Druck auf die Außenfläche des Ventilorgans 21 einwirkt, er gibt sich die zweite DifferentialkraftbeziehunE zwt SCh«.l diesen beiden Ventilorganen 23 und 24, und das BetAtigungssystem ist in der Schließstellung.
Beim Zuführen eines Unterbrechungsbefehlsignals wird Preßluft in der Kammer durch den Verbindungskanal 34 unter Wirkung eines elektromagnetischen Unterbrechungsventil organs (das später im Zusammenhang mit Fig. 5 und 6 beschrieben wird) in der im Betätigungsventilkasten 13 enthaltenen Steuereinheit in die Atmosphäre abgegeben Da der Unterschied zwischen den Luftdrücken in den Kammern oC und ß auf den äußeren Flanschteil 27b des beweglichen Ventilsitzes 27 wirkt, wird der bewegliche Ventilsitz gegen die Kraft der Feder 31 in der Schließrichtung oder (in Fig. 2a) nach rechts getrieben, um sich von der Dichtung 26 am Ventilorgan 23 zu lösen. Infolgedessen wirkt nun Preßluft im geerdeten Behälter 1 auf die gesamte Fläche des Signalansprech-Ventilorgans 23, und die erste Differentialkraftbeziehung wird so zwischen dem Signalansprech-Ventilorgan 23 und dem Schließkraftaufbring-Ventilorgan 24 geschaffen Daher treibt die auf das Ventilorgan 23 wirken de Kraft der Druckluft die Betätigungsstange 25 und das Ventilorgan 24 schnell in der Unterbrechungsrichtung oder (in Fig 2a und 2b) nach links. Mit der vorstehenden Bewegung der Betätigungsstange 25 wird der bewegliche Kontakt im Unterbrecherteil 4 (5) der in Beruhrung mit den stationähren Kontakten war, uber die Betätigungsstange 29 und das Hebelglied 30 so verschoben, daß er von den stationären Kontakten getrennt wird, wobei dazwischen ein Lichtbogen auftritt und dieser durch eine geeignete Lichtbogenlöseh einrichtung, wie z. Bo eine Puffertyplöscheinrichtung zuq Unterbrechen des Stromkreises am Nullstrompurkt gelöscht wird. Je größer der Unterschied zwischen dem Durchme3ser A des Ventilorgans 23 und dem Durchmesser B des sntiLorg 24 ist, eine um so größere Differentialkraft wird auf diese Ventilorgane 23 und 24 ausgeübt und eine um so größere Kraft wirkt auf die Betätigungsstange 25, um diese um so schneller in der Unterbrechungsrichtung zu verschieben.
Das Steuerventilorgan 38 ist zwischen den Anschlägen 36 und 37 an der Betätigungsstange 25 während deren Bewegung in der Unterbrechungsrichtung frei bewegliche In dem in Fig. 2a dargestellten Zustand werden alle Elemente in Schließrichtung getrieben, und der Anschlag 37 ist im Eingriff mit dem Steuerveritilorgan 38. So verursacht die schnelle Bewegung der Betåtigungsstange 25 in der Unterbrechiingsrichtung ein Trägheitsmoment am Steuerventilorgan 38 in der Weise, daß dieses stationär gehalten wird, eine Gleitbewegung relativ zur Betätigungsstange 25 ausführt und sich anscheinend zum Anschlag 36 hin bewegt. Das sich relativ zur Betätigungsstange 25 bewegende Steuerventilorgan 38 wird aufgrund der Reibung zwischen diesem und der Betätigungsstange 25 in der Unterbrechungsrichtung getrieben und liegt an einem Ventilsitz 21a im Ventilkasten 21 an, bevor die Betätigungsstange 25 völlig in die Unterbrechungsrichtung verschoben ist. Das Steuerventilorgan 38 sperrt den Durchstrom der vom geerdeten Behälter 1 in den Raum im Ventilsitz 27 zur Einwirkung auf das Ventilorgan 23 zugeführten Luft. Schließlich kommt ein Eingriff zwischen dem Steuerventilorgan 38 und dem Anschlag 36 zustande, wodurch die völlige Sperre des Preßluftdurchstromes geslchert und eine weitere Bewegung der Betätigungsstange 25 in der Unterbrechungsrichtung gestoppt wird0 Es ist erwünscht, daß das Steuerventilorgan 38 am Ventil sitz 21a im Ventilkasten 21 anliegt und so der Durchstrom der Preßluft, der zum Ventilorgan 23 führt, in einer Phase innerhalb des gesamten Bewegungshubs des Ventilorgans 23 gesperrt wird.
Dies ist der Fall, weil an sich ein starkes Bremsmittel vorgesehen werden muB, um zwangsläufig die Bewegung des Ventilorgans 23 zu stoppen, wenn diesem kontinuierlich Preßluft zugeführt wird, auch wenn es zu seiner am weitesten links liegenden Stellung in Fig. 2a getrieben ist. Das Sperren des Preßluftzufuhrstromes bei einer Stellung mitten im gesamten Bewegungshub des Ventilorgans 23 ist insofern vorteilhaft, als kein derart starkes Bremsmittel aufgrund der Tatsache vorgesehen sein muß, daß das Ventilorgan 23 nur durch das in der Betätigungsstange 25 und anderen Elementen im Betätigungssystem angesammelte Trägheitsmoment bewegt wird.
Der bewegliche Ventilsitz 27 kommt vom Ventilorgan 23 frei, wenn die Betätigungsstange 25 in der Unterbrechungsrichtung getrieben wird. Beim anschließenden Verschluß des (später beschriebenen) elektromagnetischen Unterbrechungsventil organs in der mit dem Verbindungskanal 34 in Verbindung stehenden Steuereinheit wird Preßluft wieder in die Kammer M und den Verbindungskanal 34 durch die Einlaßöffnung 33 eingelassen, bis schließlich die Kraft der Feder 31 größer als der Differentialdruck der Preßluft ist, die auf den äußeren Flanschteil 27b des beweglichen Ventilsitzes 27 einwirkt. Infolgedessen wird der bewegliche Ventilsitz 27 zum Ventilorgan 23 getrieben, um der Bewegung dieses Ventilorgans zu folgen. Diese Bewegung des beweglichen Ventilsitzes 27 ist dadurch begrenzt, daß der äußere Flanschteil 27b in Anlage an einem Flanschteil 21b des VentilkaFtens 21 kommt, und so erreicht in dem Zustand, in dem sich das Betätigungssystem in der Unterbrechungsstellung befindet, der bewegliche Ventilsitz 27 nicht die Anlagestellung an der Dichtung 26, sondern bleibt in einer Schwimmstellung gehalten, die sich in einem Abstand vom Ventilorgan 23 befindet.
Der Verbindungskanal 35 mündet zweckmäßig in die Kammer t innerhalb des Ventilkastens 21 an einer solchen Stelle, daß die Mündung mitten zwischen der äußersten Stellung, die von dem Ventilorgan 23 im Ansprechen auf das Schließbefehl signal eingenommen wird, und der äußersten Stellung liegt, die vom Ventilorgan 23 im Ansprechen auf das Unterbrechungsbefehlsignal eingenommen wird. Eine solche Lage der Mündung des Verbindungskanals 35 wird deshalb bevorzugt, weil, wenn sich der bewegliche Ventilsitz 27 von der Dichtung 26 löst, Preßluft auf die gesamte Fläche des Ventilorgans 23 wirkt, ohne daß sie in den Verbindungskanal 35 einströmt, wodurch die erste Differentialkraftbeziehung schnell erreicht wird, um so das Ventilorgan 23 schnell in die Unterbrechungsrichtung zu treiben. Während der Bewegung des Ventilorgans 23 in Unterbrechungsrichtung strömt Preßluft auch in den Verbindungskanal 35, und der Druck der auf das Ventilorgan 23 wirkenden Preßluft verringert sich, wodurch eine verläßliche Sperre des Preßluftstroms durch das Steuerventilorgan 38 gesichert und wirksam die Ablagerung am Bremswirkungsmittel verringert wird.
In dem Zustand, in dem das Betätigungssystem in der Unterbrechungsstellung ist, sperrt das Steuerwentilorgan 38 die Zufuhr von Preßluft vom geerdeten Behälter 1 in den Ventilkasten 21 ab, und die Verbindungskanäle 34 und 35 sind durch das elektromagnetische Ventilorgan in der Steuereinheit völlig geschlossen, die in Verbindung n;it diesen Kanälen 34 und 35 ist. So ist das Innere des Ventilkastens 21 mit Preßluft gleichen Druckes wie im geerdeten Behälter 1 gefüllt.
Beim Zuführen eines Schließbefehlsignals wird ein elektromagnetisches Schließventilorgan (das später anhand von Fig. 5 und 6 beschrieben wir',d) in der mit dem Verbindungskanal 35 verbundenen Steuereinheit betätigt, um die Preßluft in der Kammer æ an die Atmosphäre abzugeben. Infolgedessen verschwindet die Kraft der Preßluft, die auf das Ventilorgan 23 einwirkte, und die erste Differentialkraftbeziehung wird aufgehoben. So wird die Betätigungsstange 25 in Schließrichtung oder nach rechts durch die Kraft der Preßluft getrieben, die auf das Ventilorgan 24 einwirkt, so daß der bewegliche Kontakt durch die Betätigungsstange 29 und das damit verbundene ifebelglied 30 in Schließrichtung verschoben wird.
Hierbei wird das Steuerventilorgan 38 durch den Unterschied zwischen dem Druck in der geleerten Kammer t im Ventilkasten 21 und dem Druck der Preßluft im geerdeten Behälter 1 in Anlage an dem Ventilsitz 21a im Ventilkasten 21 gehalten, obwohl es dazu neigt, sich zusammen mit der Betätigungsstange 25 durch die Reibung zwischen beiden Teilen in Schließrichtung zu bewegen. Wenn schließlich das Steuerventilorgan 38 am Anschlag 37 anliegt, wird es zwangsläufig vom Ventilsitz 21a im Ventilkasten 21 getrennt. Die Schwimmstellung des beweglichen Ventilsitzes 27 in der Unterbrechungsstellung des Betätigungssystems ist so gewählt, daß der bewegliche Ventilsitz 27 in Anlage an der Dichtung 26 kommt, bevor das Steuerventilorgan 38 vom Ventilsitz 21a gelöst ist. Daher wird nur eine begrenzte Menge von Preßluft durch den Verbindungskanal 35 an die Atmosphäre abgegeben, wenn der Schließvorgang stattfindet. Nur Preßluft, die in den Raum, der durch das Steuerventilorgan 38 geschlossen ist, vom Ventilsitz 21a bis zur Kammer t im Ventilkasten 21 reicht, eingeströmt ist, wird an die Atmosphä re abgegeben. Wenn sich das Ventilorgan 23 in Schließrichtung bis jenseits der Mündung des Verbindungskanals 35 in den Ventilkasten 21 bewegt hat, wird die Abgabe von Preßluft durch den Verbindungskanal 35 vollendet, und danach kommt die Dichtung 26 in Eingriff mit dem beweglichen Ventilsitz 27, wobei schließlich das Steuerventilorgan 38 vom Ventilsitz 21a freikommt. So ist die Kombination, die die zweite Differentialkraftbeziehung ergibt, bereits zu der Zeit eingestellt, wo das Steuerventilorgan 38 vom Ventilsitz 21a freikam und der Preßluftzuführstrom vom geerdeten Behälter 1 zum Ventilorgan 23 wieder geoffnet wurde. Obwohl der Druck der Preßluft auf das Ventilorgan 23 einwirkt, erhöht er wesentlich die zweite Differentialkraftbeziehung, und es tritt kein Übergang zur ersten Differentialkraftbeziehung auf.
Es versteht sich aufgrund vorstehender Beschreibung, die sich auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung bezieht, daß der bewegliche Ventilsitz nicht dem ganzen Hub des Ventilorgans 23 in der Unterbrechungsrichtung im Ansprechen auf das Eintreffen eines Unterbrechungsbefehlsignals folgen, sondern sich nur über einen kurzen Weg relativ zum Ventilorgan 23 bewegen muB, um in einer Schwimmç stellung zu bleiben, die vom Ventilorgan 23 entfernt ist, so daß er bereit ist, um sich auf ein nachfolgendes Schließbefehl signal hin in Schließrichtung zu bewegen Daher kann der bewegliche Ventilsitz von verhältnismäßig kleinen Abmessungen sein, und die zum Verschieben des beweglichen Ventilsitzes, d. h. die zum Unterbrechungsvorgang erforderliche Energie kann ziemlich klein sein. Weiter kann der bewegliche Ventil sitz dank der kleinen Abmessungen im Ansprechen auf ein Unterbrechungsbefehlsignal verläßlich angetrieben werden.
Fig. 3 zeigt eine Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels und zur Bezeichnung gleicher Teile sind gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 2a verwendet.
Bei dem in Fig. 2a dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Betrieb des Steuerventilorgans 38 im wesentlichen durch die Anschläge 36 und 37 reguliert, die auf der Betätigungsstange 25 vorgesehen sind. Die in Fig. 3 dargestellte Abwandlung unterscheidet sich von dem Aufbau nach Fig. 2a dadurch, daß sie ein Steuerventilorgan 40 umfaßt, das im Ansprechen auf die Wirkung der Preßluft zusammen mit dem Ventilorgan 23 arbeitet, wodurch der Preßluftzufuhrdurchstrom gesperrt wird, der zum Ventilorgan 23 führt, während es sich im Ansprechen auf die Bewegung des Ventilorgans 23 bewegt, das ebenfalls von der Betätigungsstange 25 getragen ist. Genauer besteht das Steuerventilorgan 40 aus einem Ventilteil 40a, der lösbar in einer Ausnehmung des Ventilorgans 23 aufgenommen ist, einem Widerlagerteil 40b, der während des Unterbrechungsvorganges in Anlage an einem Flanschteil 21c des Ventilkastens 21 kommt, und einem Hülsenteil 40c, der den Ventilteil 40a mit dem Widerlagerteil 40b verbindet und konzentrisch rings um die Betätigungsstange 25 angeordnet ist. Der bewegliche Ventilsitz 27 kann an der Ventilsitzeingriffsdichtung 26 in Anlage kommen, die in diesem Fall auf dem Ventilteil 40a de Steuerventilorgans 40 vorgesehen ist, so daß die Fläche des Ventilorgans 23, auf die die Preßluft einwirkt, durch den beweglichen Ventilsitz 27 mittels des Ventilteils 40a des Steuerventilorgans 40 begrenzt werden kann.
Beim Eintreffen eines Unterbrechungsbefehlsignals löst sich der bewegliche Yentilsitz 27 von der Dichtung 26 am Steuerventilorgan (Ventilteil 40a) 40, und das Steuerventilorgan 40 wird zusammen mit dem Ventilorgan 23 durch den Druck der Preßluft in der Unterbrechungsrichtung bzw. nach links in Fig. 3 getrieben, bis das Steuerventilorgan 40 schließlich an weiterer Bewegung durch Anlage seines Widerlagerteils 40b am Flanschteil 21c des Ventilkastens 21 gehindert wird. In dieser Stellung des Steuerventilorgans 40 strömt ständig und schrittweise Preßluft durch eine im Widerlagertail 40b ausgebildete Öffnung 41 in den Ventilkasten 21 ein. So wird das Ventilorgan 23 ständig in die Unterbrechungsrichtung durch den Druck der Preßluft getrieben, die durch die Öffnung 41 strömt, auch nachdem das Steuerventilorgan 40 seine Bewegung beendet hat.
Indessen wird das Ventilorgan 23 aufgrund der Strömungsregulierung durch die Öffnung 41 nicht übermäßig beschleunigt, und das Betätigungssystem wird stetig in der Unterbrechungsrichtung durch das Trägheitsmoment bewegt, das darauf zu Beginn des Unterbrechungsvorgangs einwirkt, bis es in der Unterbrechungsstellung angehalten wird. Der bewegliche Ventilsitz 27 wird durch die Feder 31 mit einer geringen Verzögerung relativ zur Bewegung des Ventilorgans 23 getrieben und ist von der Betätigungsstange 25 getragen, um der Bewegung des Ventilorgans 23 zu folgen, bis er in fluiddiehten Eingriff mit der Dichtung 26 am Steuerventilorgan 40 kommt. Der bewegliche Ventilsitz 27, der an der Dichtung 26 am Steuerventilorgan 40 anliegt, kann sich nicht noch weiter bewegen, um der Bewegung des Ventilorgans 23 zu folgen, sondern wird in einer Schwimmstellung gehalten, die einen Abstand vom Ventilorgan 23 aufweist.
Der bewegliche Ventilsitz 27 wird in einer solchen Schwimmstellung gehalten, so daß er bereit ist, sich im Ansprechen auf ein späteres Schließbefehlsignal in der Schließrichtung zu bewegen.
Beim Zuführen eines Schließbefehlsignals wird Preßluft in der Kammer X des Ventilkastens 21 unter der Wirkung des elektromagnetischen Schließventilorgans in der Steuereinheit durch den Verbindungskanal 35 an die Atmosphäre abgegeben, und die erste Differentialkraftbeziehung wird damit aufgehoben, so daß das Ventilorgan 23 beginnt, sich in der Schließrichtung oder nach rechts in Fig. 3 zu bewegen. Aufgrund der Tatsache, daß der bewegliche Ventil sitz 27 am Steuerventilorgan 40 anliegt und der Preßluftdurchstrom, der vom geerdeten Behälter 1 zum Ventilorgan 23 führt, an diesem Teil gesperrt ist, wird nur eine begrenzte Preßluft menge abgegeben, und zwar wird die Preßluft, die sich im Bereich zwischen dem Steuerventilorgan 40, das zur Bewegung in Schließrichtung bereit ist, und dem Ventilorgan 23 in der Unterbrechungsstellung befindet, aus dem Ventilkasten 21 abgegeben. Andererseits wird Preßluft, die sich im Bereich zwischen dem Steuerventilorgan 40 in dieser Stellung und dem Flanschteil 21c des Ventilkastens 21 befindet, nicht vom Ventilkasten 21 abgelassen. Daher tritt eine starke Reduktion des Drucks der Preßluft im erstgenannten Bereich auf, und die erste Differentialkraftbeziehung wird schnell aufgehoben. So wird unverzilglich der Schließvorgang begonnen. Anschließend wird das Ventilorgan 23 in einheitlicher Beziehung zum Steuerventilorgan 40 in die in Fig. 3 dargestellte Schließstellung bewegt.
Es sei angenommen, daß ein Unterbrechungsbefehlsignal aufgrund freier Auslösung nach dem Schließvorgang zum Treiben des Ventilorgans 23 zur Schließstellung zugeführt wird.
Da Preßluft durch die Öffnung 41 im Widerlagerteil 40b ständig zum Ventilteil 40a des Steuerventilorgans 40 auch in der Unterbrechungsstellung zugeführt wird, wirkt Preßluft unverzüglich auf die gesamte Fläche des Ventilorgans 23 ein, sobald der bewegliche Ventilsitz 27 vom Ventilteil 40a des Steuerventilorgans 40 freigekommen ist, und das Ventilorgan 23, das von der Betätigungsstange 25 getragen wird, beginnt, sich in der Unterbrechungsrichtung zu bewegen.
Wenn freies Auslösen während des Schließvorganges erfolgt, kann das Steuerventilorgan 40 eine Zwischenstellung mitten zwischen der Unterbrechungsstellung oder der Bereich stellung zur Bewegung in Schließrichtung und der Schließstellung in Fig. 3 einnehmen. Jedoch wird aufgrund der Tatsache, daß das Innere des Ventilkastens 21 mit Preßluft gefüllt ist und keine Differentialkraft von Preßluft auf das Steuerventilorgan 40 in der Unterbrechungsstellung des Betätigungssystems einwirkt, der bewegliche Ventilsitz 27 getrieben, der Bewegung des Ventilorgans 23 zu folgen, und das Steuerventilorgan 40 wird durch die Kraft der Feder 31 zu der Stellung getrieben, in der es bereit ist, um auf ein anschließendes Schließbefehlsignal anzusprechen.
Es versteht sich ohne weiteres, daß der Schließvorgang und der freie Auslösungsvorgang in der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsart schnell durchführbar sind.
In Fig. 2b ist das SchlieBkraftaufbring-Ventilorgan. 24 als ein Mittel zum Aufbringen der Schließkraft dargeste7lt.
Indessen läßt sich der völlig gleiche Effekt durch Verwendung einer Feder anstelle des Ventilorgans 24 erzielen, vorausgesetzt, daß die Feder die Betätigungsstange 25 normalerweise in der Schließrichtung vorspannt.
Figo 4 zeigt eine Abwandlung des Schließkraftaufbring Ventilorgans 24 nach Fig. 2b. Das in Fig. 2b dargestellte Ventilorgan 24 spannt normalerweise die Betätigungsstange 25 in der Schließrichtung vor, indem es durch den Druck von Preßluft im geerdeten Behälter 1 beaufschlagt wird.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsart wird ein Schließkraftaufbring-Ventilorgan verwendet, das aus zwei Ventilelementen besteht, so daß eine Kraft, die die Betätigungsstange 25 in der Schließrichtung vorspannt, auf die Betätigungsstange 25 nur einwirkt, wenn das BetKtigungssystem in der Unterbrechungs- oder Schließstellung ist, so daß für eine geeignete Zeitdauer während des Unterbrechungs-oder Schließvorgangs keine die Betätigungsstange 25 in die Schließstellung vorspannende Kraft auf die Betätigungsstange 25 einwirkt.
Nach Fig. 4 bildet das innere Ende des Ventilkastens 22 einen Ventilsitz 50, und ein Ventilelement 52 mit einer Ventilsitzeingriffsdichtung 51 daran ist auf der Betätigungsstange 25 so montiert, daß der Ventilsitz 50 in Anlage an der Dichtung 51 kommen kannç Ein Schwimmventilsiz 53 ist fluiddicht gleitbar zwischen einem Paar von unter Abstand angeordneten Flanschteilen 22a und 22b an der Innenwandoberfläche des Ventilkastens 22 angeordnet. Dieser Mschwimmende oder bewegliche Ventilsitz 53 ist durch die Kraft einer Feder 54 normalerweise auf den Flanschteil 22b' hin vorgespanate Ein Hilfsventilelement 56 ist am Ende der Betätigungsstange 25 montiert, so daß es am beweglichen Ventilsitz 53 im Ansprechen auf die Bewegung der Betätigungsstange 25 in der Unterbrechungsrichtung anliegt, wodurch eine Öffnung 55 geschlossen wird, die im beweglichen Ventilsitz 53 angebracht ist. So wirkt der Druck von Preßluft im geerdeten Behälter 1 auf den beweglichen Ventilsitz 53, wenn die Öffnung 55 durch das Hilfsventilelement 56 geschlessen wird. Der bewegliche Ventilsitz 53 ist mit einem O-Ring 58 und einer Ventilsitzdichtung 57 versehen, um eine Fluiddichtheit zwischen der Innenwand des Ventilkastins 22 und dem beweglichen Ventilsitz 53 bzw. zwischen diesem und dem Ellfssentilelement 56 zu sichern.
In Fig. 4 ist das Schließkraftaufbring-Ventilorgan in der Schließstellung wie in Fig. 2b dargestellt0 Das Ventilelement 52 ist in Anlage am Ventilsitz 50, und die zweite Differentialkraftbeziehung ist zwischen dem Ventilelement 52 und dem in Fig. 2a oder 3 gezeigten Signalansprech-Ventilorgan 23 geschaffen.
Beim Zuführen eines Unterbrechungsbefehlsignals löst sich der bewegliche Ventil sitz 27 vom Ventilorgan 23, und der Druck der Preßluft wirkt auf die gesamte Fläche des Ventilorgans 23, wodurch die zweite Differentialkraftbeziehung nach obiger Beschreibung aufgehoben und die erste Differentialkraftbeziehung zwischen dem Ventilorgan 23 und dem Ventilelement 52 geschaffen wird. So wird das Ventilelement 52 durch die Betätigungsstange 25 in der Unterbrechungsrichtung oder nach links in Fig. 4 getrieben. Die fluiddichte Abdichtung zwischen der Dichtung 51 und dem Ventilsitz 50 ist nun aufgehoben, und Preßluft im geerdeten BiehäLter 1 tritt durch den Spalt zwischen dem Ventilelement 52 und dem Ventilsitz 50 und durch den Raum des Flanschteils 22a, um auf den beweglichen Ventilsitz 53 zu wirken, wobei ein Teil der Preßluft durch die Öffnung 55 an die Atmosphäre abgegeben wird. Mit der Bewegung der Betätigungsstange 25 in der Unterbrechungsrichtung kommt das Hilfsventilelement 56 in Anlage an der Ventilsitzdichtung 57, um die Öffnung 55 völlig abzuschließen, so daß nun der bewegliche Ventilsitz 53 dem vollen Druck der Preßluft im geerdeten Behälter 1 ausgesetzt ist. Nachher kommen der bewegliche Ventilsitz 53 und der Flanschteil 22a in Anlage, und die Betätigungsstange 25 hört auf, sich weiter in der Unterbrechungsrichtung zu bewegen.
Beim vorstehend beschriebenen Unterbrechungsvorgang wirkt der Druck der Preßluft nicht auf das Hilfsventilele ment 56 ein, bis dieses in Anlage an der Ventilsitzdichtung 57 ist, um eine Fluiddichtheit dazwischen beizubehalten, nachdem die Dichtung 51 am Ventilelement 52 vom Ventilsitz 50 freigekommen ist. So tritt während des Unterbrechungsvorgangs keile Kraft auf, die dazu neigt, die Be tätigungsstange 25 in der Schließrichtung vorzuspannen.
Daher kann das Ventilorgan 23 den Unterbrechungsvorgang zufriedenstellend durchführen, ohne durch die Kraft behindert zu werden, die dazu neigt, es in Schließrichtung vorzuspannen. Dies ist insofern vorteilhaft, als die Betätigungsstange 25 schnell so weit in Unterbrechungsrichtung getrieben werden kann und der Durchmesser A des Ventilorgans 23 sowie daher auch die Abmessung des Ventilkastens 21 erheblich verringert werden können, um die erforderliche Kontakttrenngeschwindigkeit zu beherrschen.
Beim Zuführen eines Schließbefehlsignals wird Preßluft, die auf das Ventilorgan 23 einwirkte, an die Atmosphäre abgegeben, und die erste Differentialkraftbeziehung, die zwischen dem Ventilorgan 23 und dem beweglichen Ventilsitz 53 geschaffen war, an dem das Hilfsventilelement 56 anlag, ist nun aufgehoben. Der bewegliche Ventilsitz~53 wird dadurch in der Schließrichtung verschoben, wobei er das Hilfsventilelement 56 und damit die Betätigungsstange 25 in Schließrichtung drückt, bis er in Anlage am Flanschteil 22b kommt. Während der vorstehenden Bewegung führt der bewegliche Ventilsitz 53 das Trägheitsmoment dem Betätigungssystem zu, so daß dieses mit der Betätigungsstange 25 durch das erhaltene Trägheitsmoment zur Schließstellung nach Fig. 4 zurückgeführt wird. Aufgrund des fluiddichten Eingriffs zwischen dem Ventilsitz 50 und der Dichtung 51 am Ventilelement 52 wirkt der Druck der Preßluft im geerdeten Behälter 1 auf die gesamte Fläche des Ventilelements 52 ein, wodurch das Betätigungssystem verläßlich in der Schließstellung gehalten wird.
Während des vorstehend beschriebenen Schließvorgangs wirkt keine Schließkraft mehr auf das Betätigungssystem ein, wenn der bewegliche Ventilsitz 53 am Flanschteil 22b anliegt, und das die Betätigungsstange 25 umfassende Betätigungssystem bewegt sich durch das Trägheitsmoment weiter in der Schließrichtung. Daher wirkt also die Schließkraft in der Schlußphase des Schließvorganges nicht auf das Betätigungssystem ein, und ein Bremsorgan von sehr geringer Abmessung genügt zum Anhalten der Bewegung des Betätigungssystems in der Schließrichtung.
Die Preßluftmenge, die während des Unterbrechungs-bzw. Schließvorgangs durch die Öffnung 55 an die Atmosphäre abgegeben wird, läßt sich durch Verringerung der Querschnittsfläche der Öffnung 55 reduzieren.
Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Ausführungsart des schon erwähnten elektromagnetischen Ventilorgans in der im Betätigungsventilkasten 13 enthaltenen Steuereinheit. Es gibt darin ein Paar solcher elektromagnetischer Ventilorgane, um den Schließvorgang bzw. den Unterbrechungsvorgang zu beherrschen. Das elektromagnetische Unterbrechungsventilorgan ist vorgesehen, um mit dem Verbindungskanal 34 in dem in Fig. 2a oder 3 gezeigten Ventilkasten 21 verbunden zu werden, während das elektromagnetische Schließventilorgan vorgesehen ist, um mit dem Verbindungskanal 35 im Ventilkasten 21 verbunden zu werden.
Es soll nun der Aufbau des elektromagnetischen Unterbrechungsventilorgans anhand von Fig. 5 und 6 beispielsweise beschrieben werden. Ein Paar von parallelen Jochteilen 61 und 62 sind an ihrem einen Ende mit den offenen Endteilen eines Hufeisenpermanentmagnets 60 verbunden, und ein Ventilelement 63 überbrückt das andere Ende der Jochteile 61 und 62. Ein Paar von Schenkelteilen 61a und 62a erstrecken sich von den Jochteilen 61 bzw. 62 an einer geeigneten Stelle im Verlauf deren Länge auf einander zu, und eine Sperrerregungsspule 64 ist-um die Schenkelteile 61a und 62a gewickelt, die in geeigneter Weise elektrisch gegenüber der Spule isoliert sind. Das Ventilelement 63 ist mit einer Ventilsitzeingriffsdichtung 65 versehen, die in Eingriff mit einem Ventilsitz 66a kommt, der an der TJm~ fangskante einer Öffnung in einem Verbindungskanal 66 gebildet ist, der mit dem Verbindungskanal 34 verbunden ist.
Der Verbindungskanal 66 steht mit der Kammer im Ventilkasten 21 in Verbindung, und in der Schließstellung des Betätigungssystems wird dem Verbindungskanal 66 Preßluft durch die Öffnung 33 im beweglichen Ventilsitz 27 und durch den Verbindungskanal 34 zugeführt. Der Druck der Preßluft wirkt auf das Ventilelement 63 und neigt dazu, das Ventilelement 63 von den Jochteilen 61 und 62 zu entfernen. Jedoch hält der (in ausgezogenen Strichen dargestellte) magnetische Haltefluß P(1 , der durch den Hufeisenpermanentmagnet 60 erzeugt wird, das Ventilelement 63 magnetisch an die Jochteile 61 und 62 angezogen, und die dichte Anlage zwischen der Ventilsitzeingriffsdichtung 65 und dem Ventilsitz 66a hindert Preßluft im Verbindungskanal 66 daran, an die Atmosphäre auszutreten. Die Kraft einer Rückholfeder 68, die zwischen dem Ventilelement 63 und einem stationären Bauteil 67 angeordnet ist, wirkt auf das Ventilelement 63 so ein, daß sie mit dem magnetischen Haltefluß 1 zusammenarbeitet, um normalerweise zu verhindern, daß Preßluft im Verbindungskanal 66 in die Atmosphäre ausströmt.
Im Ansprechen auf die Zuführung eines Unterbrechungsbefehlsignals zur Sperrerregungsspule 64 erzeugt die Spule 64 einen aufhebenden Magnetfluß 2 (gestrichelt dargestellt), der in einer entgegengesetzten Richtung wie der magnetische Haltefluß #1 durch die Jochteile 61, 62 und das Ventilelement 63 fließt, wodurch die Magnetkraft verringert wird, die das Ventilelement 63 zu den Jochteilen 61 und 62 zieht Infolgedessen treibt der Druck der Preßluft im Verbindungskanal 66 das Ventilelement 63 entgegen der Kraft der Rückholfeder 68 und der zunächst herrschenden magnetischen Anziehungskraft von den Jochteilen 61 und 62 weg Preßluft im Verbindungskanal 66, im Verbindungskanal 34 und in der Kammer oC wird an die Atmosphäre abgegeben, und der bewegliche Ventilsitz 27 kommt vom Ventilorgan 23 frei. Wenn der Druck der Preßluft im Verbindü,akanal 66 auf ein niedrigeres Niveau als die Kraft der Rückholfeder 68 gesunken ist, wird das Ventilelement 63 durch die Kraft der RUckholfeder 68 zu den Jochteilen 61 und 62 getrieben, und die Dichtung 65 kommt wieder in Anlage am Ventilsitz 66a. Nach dem Unterbrechungsvorgang wird dem Verbindungskanal 66 Preßluft schrittweise durch die Öffnung 33 im beweglichen Ventilsitz 27 und durch den Verbindungskanal 34 zugeführt, bis schließlich der Druck der Preßluft im Verbindungskanal 66 bis zu einem Niveau gestiegen ist, das dem der Preßluft im geerdeten Behälter 1 gleich ist. Das Unterbrechungsbefehl signal wird der Sperrerregungsspule 64 in Form eines Impulses zugeführt, um den Beginn des Unterbrechungsvorganges zu bestimmen. So würde, selbst wenn das Innere des Verbindungskanals 66 wieder mit Preßluft gefüllt ist, das Ventilelement 63 nicht von den Jochteilen 61 und 62 freikommen, sondern ist an diesen durch die magnetische Kraft aufgrund des magnetischen Halteflusses 1 und durch die Kraft der Rückholfeder 68 festgehalten.
Die Spulenwicklungsrichtung der auf die Schenkelteile 61a und 62a der Jochteile 61 und 62 gewickelten Sperrerregungsspule 64 und die Polarität des Unterbrechungsbefehl signals sind derart, daß der aufhebende Magnetfluß 2 9 der durch die Spule 64 erzeugt wird, durch die Schenkelteile 61a und 62a in der gleichen Richtung wie der magnetische Haltefluß 1 strömt, der durch den Permanentmagnet 60 erzeugt wird. So laufen diese beiden Magnetflüsse 1 und durch den Hufeisenpermanentmagnet 60 in der gleiten Richtung, und die Magnetkraft des Hufeisenpermanertmagrets Q wird in keiner Weise durch den aufhebenden Magnetfluß 2' der durch die Spule 64 erzeugt wird, verringert.
Bei dem elektromagnetischen Ventilorgan nach Fig. 5 und 6 findet die Bewegung des Ventilelements 63 von den Jochteilen 61 und 62 weg in etwa 2/1000 sec nach Zuführung des Unterbrechungsbefehlsignals zur Sperrerregungsspule 64 statt, und der Verbindungskanal 66 ist in Verbindung mit der Atmosphäre, sobald das Ventilelement 63 von den Jochteilen 61 und 62 entfernt ist. So wird der bewegliche Ventilsitz 27 im Ventilkasten 21 sehr schnell nach dem Zufuhr ren des Unterbrechungsbefehlsignals bewegt. Weiter ist aufgrund der Tatsache, daß Preßluft im Verbindungskanal 66 aus der Öffnung abgegeben wird, um das Ventilelement 63 von den Jochteilen 61 und 62 wegzudrücken, kein besonderes Organ zur Verstärkung der Unterbrechungsbefehlsenergie erforderlich. So ist das elektromagnetische Ventilorgan ziemlich einfach im Aufbau und kann mit hoher Verläßlichkeit arbeiten. Außerdem ist, wie Fig. 6 zeigt, ein fluiddichter Stöpsel 69 abnehmbar in das Ende des Verbindungskanals 66 eingeführt, so daß eine Inspektion des Inneren des Verbindungskanals 66 möglich ist.
Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung und Abwandlungen davon wurden unter Bezug auf den Fall beschrieben, in welchem Preßluft als Fluid unter Druck verwendet wird, das auf das Signalansprech-Ventilorgan und das Schliekraftaufbring-Ventilorgan einwirkt. Jedoch kann bei einem Leistungsschalter des Doppeldrucktyps, bei dem ein kompri miertes Fluid, wie z. B. gasförmiges Schwefelhexafluorid (SF6) in den Unterbrecherteilen 4 und 5 verwendet wird, der geerdete Behälter durch ein Hochdruckgasgehäuse ersetzt werden, und anstelle der Abgabe der Preßluft an die Atmosphäre kann dann Schwefelhexafluoridgas in einen Niedrigdruckgasbehälter abgeleitet werden. Weiter kann auch Jedes andere Fluid unter Druck zur Betätigung des Betätigungssystems verwendet werden, und dieses Fluid kann von einem in den Unterbrechorteilen zum Lichtbogenlöscen verwendeten Fluid unter Druck verschieden sein. Weiter können der Druck oder die Eigenschaft des Fluids unter Druck, das auf das Signalansprech-Ventilorgan und das Schließkraftaufbring Ventilorgan einwirkt, geeignet abgeändert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, vorausgesetzt, daß sich die beiden Differentialkraftbeziehungen zwischen diesen beiden Ventil organen schaffen lassen. Außerdem kann das elektromagnetische Ventilorgan irgendeinen anderen geeigneten Aufbau anstelle des Aufbaus nach Fig. 5 und 6 haben, vorausgesetzt, daß sich das Fluid unter Druck innerhalb einer kurzen Zeitdauer ableiten läßt.

Claims

Patentansprüche

1. Leistungsschalter mit einem Betätigungssystem, g e k e n n z e i c h n e t durch ein Paar eines ersten Krafterzeugungsorgans zum Erzeugen einer großen Kraft in einer Richtung und eines zweiten Krafterzeugungsorgans zum Erzeugen einer kleineren Kraft in einer entgegengesetzten Richtung, eine diese beiden Krafterzeugungsorgane untereinander verbindende und eine Differentialkraftbeziehung zwischen diesen schaffende Betätigungsstange, ein zum oder vom ersten Krafterzeugungsorgan bewegllches Kraftreduzierorgan zur Reduktion der vom ersten Krafterzeugungsorgan erzeugten Kraft in Eingriffsstellung mit diesem zwecks Schaffung einer zweiten Differentialkraftbeziehung zwischen dem ersten Krafterzeugungsorgan im Eingriffszustand und dem zweiten Krafterzeugungsorgan, Organe zum Steuern der Bewegung des Kraftreduzierprgans zum und vom ersten Krafterzeugungsorgan und zum Steuern der Eins1.irkung von Fluid unter Druck auf das erste Krafterzeugungsorgan zwecks wahlweiser Schaffung einer der beiden Differentialkraftbeziehungen und damit wahlweiser Vorspannung der Betätigungsstange in Schließ- oder Unterbrechungsrichtung sowie entsprechender Betätigung des mit der Betätigungsstange funktionsmäßig verbundenen Unterbrecherteils und ein auf die Bewegung der Betätigungsstange ansprechenden Organ zum Steuern der Einwirkung von Fluid unter Druck auf das Krafterzeugungsorgan nach Entfernung des Kraftreduzierorgans vomersten Krafterzeugungsorgan und zum Halten des Kraftreduzierorgans in einer vom ersten Krafterzeugungsorgan getrennten Schwimmstellung.

2. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen den Kräften in der ersten Differentialkraftbeziehung größer als in der zweiten Differentialkraftbeziehung ist und die Betätigungs stange durch Schaffung der ersten Differentialkraftbeziehung in der Unterbrechungsrichtung, durch Schaffung der zweiten Differentialkraftbeziehung dagegen in der Schließrichtung vorspannbar und der damit funktionsmäßig verbundene Unterbrecherteil entsprechend betätigbar ist.

3. Leistungsschalter mit einem Betätigungssystem, gekennzeichnet durch ein Signalansprech-Ventilorgan (23), das an einem Ende einer Betätigungsstange (25) in einem Ventilkasten (21) montiert ist, einen beweglichen Ventilsitz (27), der in dem Ventilkasten zum und vom Ventilorgan (23) so beweglich ist, daß der Bereich des Einwirkens von Fluid unter Druck auf das Ventilorgan (23) begrenzt wird, wenn er in Anlage am Ventilorgan (23) gebracht ist, und er der Bewegung des Ventilorgans (23) in einer Richtung folgt, nachdem dieses vom beweglichen Ventilsitz entfernt ist, wobei der der Bewegung des Ventilorgans (23) folgende bewegliche Ventilsitz (27) schließlich eine vom Ventilorgan (23) entfernte Schwimmstellung einnimmt, ein weiteres, im Ansprechen auf die Bewegung der Betätigungsstange ansprechendes Ventilorgan (z. B. 38) zum Steuern der Einwirkung von Fluid unter Druck auf das Ventilorgan (23), an der Betätigungsstange montierte Mittel (z. B.

Ventilorgan 24) zum Aufbringen einer Schließkraft auf diese, Mittel (z. B. 31;) zur Entfernung des Fluids unter Druck, das auf den beweglichen Ventilsitz (27) einwirkt, und Mittel (z. B. 35) zum Entfernen des Fluids unter Druck, das auf das Ventilorgan (23) einwirkt, wobei die Einwirkung des Fluids unter Druck auf das Ventilorgan (23) zu einer wahlweisen Vorspannung der Betätigungsstange in der Schließ-oder Unterbrechungsrichtung und damit entsprechender Betätigung des damit funktionsmäßig verbundenen Unterbrecherteils (4 bzw. 5) gesteuert wird.

4. Leistungsschalter mit einem Betätigungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Entfernen des Fluids unter Druck, das auf das Ventilorgan (23) einwirkt, einen Fluidauslaßkanal (35) umfassen, der in dem Ventilkasten (21) an einer Stelle mitten im gesamten Bewegungshub des Ventilorgans (23) mündet.

5. Leistungsschalter mit einem Betätigungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Ventilsitz (27) mit einem Flanschteil (27b), der einen im wesentlichen fluiddichten, gleitenden Eingriff mit der Innenwandoberfläche des Ventilkastens (21) ergibt, und mit einer Feder (31) versehen ist, die normalerweise den beweglichen Ventilsitz auf das Ventilorgan (23) hin vorspannt, wobei der bewegliche Ventilsitz vom Ventilorgan (23) durch die Differenz zwischen den Fluiddrücken getrieben wird, die auf die entgegengesetzten Oberflächen des Flanschteiles wirken, und daß jedes der Mittel zum Entfernen des Fluids unter Druck, das auf den beweglichen Ventilsitz (27) einwirkt, und zum Entfernen des Fluids unter Druck, das auf das Ventilorgan (23). einwirkt, -ein elektromagnetisches Ventilorgan umfaßt, das ein Ventilelement (63) in fluiddichtem Eingriff mit einer Fluidaüslaßöffnung (Kanal 66),.

einen einen Haltemagnetfluß (1) zum Anziehen und Halten des Ventilelements in der Öffnungs-Schließstellung gegen den Fluiddruck, der auf das Ventilelement in der Öffnung richtung der Öffnung wirkt, erzeugenden Magnet (60) und eine- Spule (64) enthält, die im Ansprechen auf das Zuführen eines Ventilbetätigungssignals einen aufhebenden Magnetfluß (2) zum Treiben des Ventilelements in die offene Stellung erzeugt, wobei der aufhebende Magnetfluß durch das Ventilelement in einer Richtung fließt, der der Richtung des magnetischen Halteflusses entgegengesetzt ist, jedoch durch den Magnet in der gleichen Richtung wie der Haltemagnetfluß fließt.

6. Leistungsschalter mit einem Betätigungssystem, gekennzeichnet durch ein Signalansprechventilorgan (23), das an einem Ende einer Betätigungsstange (25) in einem Ventilkasten (21) montiert ist, einen beweglichen Ventilsitz (27), der in dem Ventilkasten zum und vom Ventilorgan (23) beweglich ist, um den Bereich der Einwirkung des Fluids unter Druck auf das Ventilorgan (23) zu begrenzen, wenn er in Anlage an diesem gebracht ist, und um nach Trennung von dem Ventilorgan (23) der Bewegung des Ventilorgans (23) in einer Richtung zu folgen, wobei der bewegliche, der Bewegung des Ventilorgans (23) folgende Ventilsitz (27) schließlich eine vom Ventilorgan (23) entfernte Schwimmstellung einnimmt, ein Steuerventilorgan (38), das im Ansprechen auf die Bewegung der Betätigungsstange (25) zwecks Sperrens der Zufuhr von Fluid unter Druck zum Ventilorgan (23) während der Bewegung der Betätigungsstange in der Schließrichtung beweglich ist, ein Schließkraftaufbring-Ventilorgan (24), das am anderen Ende der Betätigungsstange (25) in einem anderen Ventilkasten (22) entgegengesetzt zum ersten Ventilorgan (23) montiert ist, Mittel (z. B. 34) zum Entfernen des Fluids unter Druck, das auf den beweglichen Ventilsitz (27) einwirkt, und Mittel (z. B. 35) zum Entfernen des Fluids unter Druck, das auf das Ventilorgan (23) einwirkt, wobei die Einwirkung des Fluiddrucks auf das Ventilorgan (23) durch Lösung des beweglichen Ventilsitzes (27) vom Ventilorgan (23) während des Unterbrechungsvorgange.' gesteuert wird, während sie während des Schließvorganges durch das Fluidentfernungsmittel (35) gesteuert wird, um die Betätigungsstange wahlweise in der.

Schließ- oder Unterbrechungsrichtung vorzuspannen und so den funktionsmäßig damit verbundenen Unterbrecherteil (4) entsprechend zu betätigen.

7. Leistungsschalter mit einem Betätigungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Betätigungsstange (o;) durch einen mit Preßluft gefüllten, geerdeten Behälter (1) erstreckt, wobei ein Teil der Preluft im geerdeten Behälter dem Ventilorgan (-'3) und dem Ventilorgan (24) zugeführt wird, die in jan Ventilkästen (21 bzw. 22) den entgegengesetzten Enden des geerdeten Be-'härters untergebracht sind, und daß der Unterbrecherteil (4 bzw. 5) von einem rohrförmigen Isolator (2 bzw. 3) unterstützt ist, der vom geerdeten Behälter aufrecht steht und so vom geerdeten Behälter elektrisch isoliert ist, wobei der Unt.rbrecherteil mit der Betätigungsstange.25) über eine weitere Betätigungsstange (.293 des elektrischen I.3olator-3 verbunden ist.

8. Leistungsschalter mit einem Betätigungssytem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein. erste' Differentialkraftbeziehung zwischen dem Ventilorgan (23) und dem Schließ-Ventilorgan (28), die miteinander durch die Betätigungsstange (25) verbunden sind, aufgrund der Tatsache erhältlich ist, daß unterschiedliche Fluiddrücke auf die Ventil organe in einander entgegengesetzten Richtungen einwirken und sich der gesamte auf das Ventilorgan (23) einwirkende Fluiddruck von dem gesamten auf das Ventilorgan (24) einwirkenden Fluiddruck unterscheidet oder höher als dieser ist, während eine zweite Differentialkraftbeziehung zwischen dem Ventilorgan (23) und dem Ventilorgan (24), wenn der }vewegliche Ventilsitz (27), der zum iiiid vom Ventilorgan (t'3) zwecks steuerung des gesamten diesem zugeführten Fluiddrucks beweglich ist, in Anlage an dem Ventilorgan (:'3) gebrächt wirkt, aufgrund der Tatsache erhältlich ist, daß tier gesamte das Ventilorgan (?3> einwirkende Fluiddruck nun geringer al 3 der gesamte auf das Ventilorgan (24) wirkende Druck i t , wobei der bewegliche Ventilsitz (:)7) ziim und vom Ventilorgan (23) bewegt und der auf dieses einwirkende Fluiddruck zum wahlweisen Schaffen einer zur beiden Diffrentialkraftbeziehungen gesteuert wird, um so wahlweise ie Betätigungsstange (25) in der Schließ- oder Unterbrechungsrichtung vorzuspannen und den mit der Betätigungsstange funktionsmäßig verbundenen Unterbrecherteil (4 bzw. 5) entsprechend zu betätigen.

9. Leistungsschalter mit einem Betätigungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid unter Druck, a auf das Ventilorgan ("3) einwirkt, in seinen Eigenschaften von dam Fluid unter Druck, d at1f das Ventilorgan (24) einwirkt, verschieden ist.

10. Leistungsschalter mit einem Betätigungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließkraftaufbring-Ventilorgan die die Betätigungsstange (25) in Sckl.igßrichtung. vorspannende Kraft dadurch aufbringt, daß es durch die- Druckdifferenz zwischen einer Hochdruckkammer und einer Niederdruckkammer getrieben wird, und aus einem Paar von Ventilelementen (,52, 56) besteht, die an besonderen Ventilsitzen (so, 53) während des Schließ- bzw. Unterbrechungsvorganges fluiddicht anliegen, wobei sie durch den Druckunterschied in der Schließrichtung getrieben werden, um einen Verbindungskanal zwischen den Druckkammern zu schließen und eine völlige Verbindung der Hochdruckkammer mit der Niederdruckkammer durch den Kanal für eine bestimmte Zeitdauer nach dem Schließ- oder Unterbrechungsvorgangsbeginn zu ermöglichen, wodurch zeitweise der Druckunterschied zwischen den Druckkammern beseitigt wird.

11. Leistungsschalter mit einem Betätigungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Entfernen des Fluids unter Druck, das auf das Signalansprech-Ventilorgan (23) einwirkt, einen Fluidauslaßkanal (35) umfassen, der im Ventilkasten (21) an einer Stelle mitten im gesamten Bewegungshub .des Ventilorgans (23) mündet.

12. Leistungsschalter mit einem Betätigungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Ventilsitz (27) mit-einem Flanschteil (27b:), der- einen im wesentlichen fluiddichten Gleiteingriff an der Innenwandoberfläche des Ventilkastens (21) ergibt, und mit einer Feder (31) versehen ist, die normalerweise den beweglichen Ventilsitz zum Ventilorgan (23) vorspannt, wobei der bewegliche Ventilsitz vom Ventilorgan (23) durch den Unterschied zwischen den an den entgegengesetzten OberflEchen des Flanschteils wirkenden Fluiddrücken verschoben wird,. und daß, jedes der Mittel zum Entfernen des Fluids unter Druck, das auf den beweglichen Ventilsitz, bzw. zum Entfernen des Fluids unter Druck, das auf das Ventilorgan (23) einwirkt, ein elektromagnetisches Ventilorgan umfaßt, das ein Ventilelement (63) in fluiddichtem Eingriff mit einer Fluidauslaßöffnung, einen Magnet.(60), der einen magnetischen Haltefeldfluß (1) ) zum Anziehen und Halten des Ventilelements in der Schließstellung der Öffnung gegen den auf das Ventilelement in der Öffnungsrichtung der Öffnung wirkenden Fluiddrucks erzeugt, und eine Spule (64) enthält, die im Ansprechen auf die Zuführung eines Ventilbetätigungssignals einen aufhebenden Magnetfeldfluß (2) erzeugt, mittels dessen das Ventilelement zur offenen Stellung getrieben wird, wobei der aufhebende Magnetfluß durch das Ventilelement in einer der Richtung des Haltemagnetflusses entgegengesetzten Richtung, jedoch durch den Magneten in der gleichen Richtung wie der magnetische Haltefluß fließt.

13. Leistungsschalter mit einem Betätigungssystem, gekennzeichnet durch' ein Signal anspre chlVentil organ (23), das an einem Ende einer Betätigungsstange (25) in einem Ventilkasten (21) montiert ist, einen beweglichen Ventilsitz (27), der in dem Ventilkasten zum und vom Ventilorgan (23) beweglich ist, um den Bereich der Einwirkung von Fluid unter Druck auf das Ventilorgan (23) zu begrenzen, wenn er in Anlage am Ventilorgan (23) ist, und um der Bewegung des Ventilorgans (23) in einer Richtung zu folgen, nachdem sich das Ventilorgan (23) vom Ventilsitz entfernt hat, wobei der bewegliche Ventilsitz, der der Bewegung des Ventilorgans (23) folgt, schließlich eine vom Ventilorgan (23) entfernte Schwimmstellung einnimmt, ein Steuerventilorgan (38 bzw.

40), das im Ansprechen auf die Bewegung der Betätigungsstange (25) zwecks Sperrens der Zufuhr des Fluids unter Druck zum Ventilorgan (23) während der Bewegung der Betätigungsstange in der Unterbrechungsrichtung beweglich ist, eine Schließkraftaufbringfeder (54), die an der Betätigungsstange (25) entgegengesetzt zum Ventilorgan (23) montiert ist, Mittel (z. B. 34) zur Entfernung des Fluids unter Druck, das auf den beweglichen Ventilsitz (27) einwirken, und Mittel (z. B. 35) zum Entfernen des Fluids unter Druck, das auf das Ventilorgan (23) einwirkt, wobei die Einwirkung des Fluiddrucks auf das Ventilorgan (23) durch Trennung des beweglichen Ventilsitzes (27) vom Ventilorgan (23) während des Unterbrechungsvorgangs gesteuert wird, wogegen sie während des Schließvorgangs durch die Fluidentfernungsmittel gesteuert wird, um die Betätigungsstange wahlweise in der Schließ- oder Unterbrechungsrichtung vorzuspannen und dadurch den mit der Betätigungsstange funktionsmäßig verbundenen Unterbrecherteil (4 bzw. 5) entsprechend zu betätigen.

14. Leistungsschalter mit einem Betätigungssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Entfernen des Fluids unter Druck, das auf das Ventilorgan (23) einwirkt, einen Fluidauslaßkanal (35) umfassen, der im Ventilkasten (21) an einer Stelle mitten im gesamten Bewegungshub des Ventilorgans (23) mündet.

15. Leistungsachalter mit einem Betätigungssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Ventilsitz (27) mit einem FlanschteiL (27b), der einen im wesentlichen fluiddichten gleitenden Eingriff an der Innenwandoberfläche des Ventilkastens (21) ergibt, und mit einer Feder (31) versehen ist, die normalerweise den beweglichen Ventilsitz zum Ventilorgan (23) hin vorspannt, wobei der bewegliche Ventil sitz vom Ventilorgan (23) durch den Unterschied zwischen den an den entgegengesetzten Oberflächen des Flanschteils wirkenden Fluiddrücken weggetrieben wird, und daß Jedes der Mittel zum Entfernen des Fluids unter Druck, das auf den beweglichen Ventilsitz (27) bzw.

auf das Ventilorgan (23) einwirkt, ein elektromagnetisches Ventilorgan umfaßt, das ein Ventilelement (63) in fluiddichtem Eingriff mit einer Fluidauslaßöffnung, einen Magnet (60), der einen magnetischen Haltefluß (1) zum Anziehen und Halten des Ventilelements in der Schließstellung der Öffnung gegen den Fluiddruck erzeugt, der auf das Ventilelement in der Öffnungsrichtung der Öffnung einwirkt, und eine Spule (64) enthält, die im Ansprechen auf die Zuführung eines Ventilbetätigungssiguals einen aufhebenden magnetischen Fluß (er,) erzeugt, um das Ventilelement in die offene Stellung zu treiben, wobei der aufhebende magnetische Fluß durch das Ventilelement in einer zur Richtung des magnetischen Halteflusses entgegengesetzten Richtung, jedoch durch den Magnet in der gleichen Richtung wie der magnetische Haltefluß strömt.

16. Leistungsschalter mit einem Betätigungssystem, gekennzeichnet durch ein Signalansprech-Ventilorgan (23), das an einem Ende einer Betätigungsstange (25) in einem Ventilkasten (21) montiert ist, ein Steuerventilorgan (40), wovon normalerweise ein Teil (40a) in eine Ausnehmung im Ventilorgan (23) im Ventilkasten eingreift und unter Nachfolgen der Bewegung der Betätigungsstange (25) in der Unterbrechungsrichtung beweglich ist, bis es in einer Stellung auf halbem Wege der obigen Bewegung der Betätigungsstange festgehalten wird, einen beweglichen Ventilsitz (27), der im Ventilkasten (21) zum und vom Ventilorgan (23) beweglich ist, um den Bereich der Einwirkung von Fluid unter Druck auf das Ventilorgan (23) über das Steuerventilorgan (40) zu begrenzen, wenn er in Anlage am Ventilorgan (23) gebracht ist, und um der Bewegung des Steuerventilorgans (40) in einer Richtung zu folgen, nachdem sich das Steuerventilorgan davon entfernt hat, wobei der der Bewegung des Steuerventilorgans folgende bewegliche Ventilsitz (27) schließlich eine vom Ventilorgan (23) entfernte Schwimmstellung einnimmt, um die Zufuhr des Fluids unter Druck zum Ventilorgan (23) zu sperren, ein Schließkraftaufbring-Ventilorgan (24), das am anderen Ende der Betätigungsstange (25) in einem anderen Ventilkasten (22) entgegengesetzt zum Ventilorgan (23) montiert ist, Mittel (z. B. 34) zum Entfernen des Fluids unter Druck, das auf den beweglichen Ventilsitz (27) einwirkt, und Mittel (z. B. 35) zum Entfernen des Fluids unter Druck, das auf das Ventilorgan (23) einwirkt, wodurch die Einwirkung des Fluiddrucks auf das Ventil organ (23) gesteuert wird und dadurch die Betätigungsstange wahlweise in der Schließ- oder Unterbrechungsrichtung vorgespannt und so der funktionsmäßig mit der Betätigungsstange verbundene Unterbrecherteil (4 bzw. 5) entsprechend betätigt wird.

17. Leistungsschalter mit einem Betätigungssystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Entfernen des Fluids unter Druck, das auf das Ventilorgan (23) einwirkt, einen Fluidauslaßkanal (35) umfassen, der im Ventilkasten (21) an einer Stelle mitten im gesamten Bewegungshub des Ventilorgans (23) mündet.

18. Leistungsschalter mit einem Betätigungssystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß-der bewegliche Ventilsitz (27) mit einem Flanschteil (27b), der einen im wesentlichen fluiddichten gleitenden Eingriff an der Innenwandoberfläche des Ventilkastens (21) ergibt, und mit einer Feder (31) versehen ist, die den beweglichen Ventilsitz normalerweise zum Ventilorgan (23) hin verspannt, wobei der bewegliche Ventilsitz vom Ventilorgan (23) durch den Unterschied zwischen den an den entgegengesetzten Oberflächen des Flanschteils einwirkenden Fluiddrücken weggetrieben wird, und daß jedes der Mittel zum Entfernen des Fluids unter Druck, das auf den beweglichen Ventilsitz (27) bzw.

auf das Ventilorgan (23) einwirkt, ein elektromagnetisches Ventilorgan umfaßt, das ein Ventilelement (63) in fluiddichtem Eingriff mit einer Fluidauslaßöffnung, einen Magnet (60), der einen magnetischen Haltefluß (i ) zum Anziehen und Halten des Ventilelements ig der Schließstel lung der Öffnung gegen den auf das Ventilelement in der Öffnungsrichtung der Öffnung wirkenden Fluiddruck erzeugt, und eine Spule (64) enthält, die im Ansprechen auf die Zuführung eines Ventilbetätigungssignals einen aufhebenden magnetischen Fluß (2) erzeugt, um das Ventilelement in die offene Stellung zu treiben, wobei der aufhebende magnetische Fluß durch das Ventilelement in einer zur Richtung des magnetischen Haltefeldes entgegengesetzten Richtung, durch den Magnet dagegen in der gleichen Richtung wie der magnetische Haltefluß fließt.

19. Leistungsschalter mit einem Betätigungssystem, gekennzeichnet durch ein Signalansprech-Ventilorgan (23), das an einem Ende einer Betätigungsstange (25) in einem Ventilkasten (21) montiert ist, ein Steuerventilorgan (40), dessen einer Teil (40a) normalerweise in eine Ausnehmung im Ventilorgan (23) im Ventilkasten eingreift und das unter Folgen der Bewegung der Betätigungsstange in der Unterbrechungsrichtung beweglich ist, bis es in einer Stellung mitten im Lauf der obigen Bewegung der Betätigungsstange blockiert ist, einen beweglichen Ventilsitz (27), der im Ventilkasten zum und vom Ventilorgan (23) beweglich ist, um den Bereich der Einwirkung von Fluid unter Druck auf das Ventilorgan (23) zu begrenzen, wenn er über das Steuerventilorgan in Anlage an diesem gebracht ist, und um der Bewegung des Steuerventilorgans in einer Richtung zu folgen, nachdem sich das Steuerventilorgan davon entfernt hat, wobei der der Bewegung des Steuerventilorgans folgende bewegliche Ventilsitz schließlich eine Schwimmstellung einnimmt, die von dem Ventilorgan (23) entfernt ist, um die Zufuhr des Fluids unter Druck zum Ventilorgan (23) abzusperren, Mittel (z. B. Ventilorgan 24), die am anderen Ende der Betätigungsstange (25) in einem anderen Ventilkasten (22) montiert sind, um eine Schließkraft auf diese auszuüben, Mittel (z. B. 34) zum Entfernen des Fluids unter Druck, das auf den beweglichen Ventilsitz (27) einwirkt, und Mittel (z. B. 35) zum Entfernen des Fluids unter Druck, das auf das Ventilorgan (23) einwirkt, wobei die Einwirkung des Fluiddrucks auf das Ventilorgan (23) durch Entfernung des beweglichen Ventilsitzes vom Steuerventilorgan (40) und damit vom Ventilorgan (23) während des Unterbrechungsvorganges gesteuert wird, während sie durch die Fluidentfernungsmittel während des Schließvorgangs gesteuert wird, um die Betätigungsstange wahlweise in der Schließ- oder Unterbrechungsrichtung vorzuspannen und dadurch den funktionsmäßig damit verbundenen Unterbrecherteil (4 bzw. 5) entsprechend zu betätigen.

20. Leistungsschalter mit einem Betätigungssystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Betätigungsstange (25) durch einen geerdeten, mit Preßluft gefüllten Behälter (1) erstreckt, wobei ein Teil der Preßluft im geerdeten Behälter dem Ventilorgan (23) und dem Schließkraftaufbringmittel (z. B. Ventilorgan 24) zugeführt wird, die in den Ventilkästen (21, 22) an entgegengesetzten Endteilen des geerdeten Behälters untergebracht sind, und daß der Unterbrecherteil (4 bzw. 5) unter elektrischer Isolierung gegenüber dem geerdeten Behälter von einem rohrförmigen Isolator (2 bzw. 3) gestützt ist, der vom geerdeten Behälter aufrecht steht, wobei der Unterbrecherteil mit der Betätigungsstange (25) über eine weitere Betätigungsstange (29) des elektrischen Isolators verbunden ist.

21. Leistungsschalter mit einem Betätigungssystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Differentialkraftbeziehung zwischen dem Ventilorgan (23) und den Schließkraftaufbringmittel (z. B. Ventilorgan 24), die miteinander durch die Betätigungsstange (25) verbunden sind, aufgrund der Tatsache erhältlich ist, daß unterschiedliche Fluiddrücke darauf in einander entgegengesetzten Richtungen einwirken und der gesamte auf das Ventilorgan (23) einwirkende Fluiddruck von dem auf das Schließkraftaufbringmittel einwirkenden Fluiddruck verschieden bzw. größer als dieser ist, während eine zweite Differentialkraftbeziehung zwischen dem Ventilorgan (23) und dem Schließkraftaufbringmittel, wenn der bewegliche Ventilsitz (27), der zum und vom Ventilorgan (23) zwecks Steuerung des gesamten darauf einwirkenden Fluiddrucks beweglich ist, durch das Steuerventilorgan (38 bzw. 40) in Anlage an dem Ventilorgan (23) gebracht wird, aufgrund der Tatsache erhältlich ist daß der gesamte Fluiddruck, der auf das Ventilorgan (23) einwirkt, nun geringer als der gesamte Fluiddruck ist, der auf das Schließkraftaufbringmittel einwirkt, wobei der bewegliche Ventilsitz (27) zum und vom Ventilorgan (23) bewegt wird und der auf das Ventilorgan (23) einwirkende Fluiddruck zum wahlweisen Schaffen einer dersbeiden Differentialkraftbeziehungen gesteuert wird, um so die Betätigungsstange wahlweise in der Schließ- oder Unterbrechungsrichtung vorzuspannen und so den funktionsmäßig mit der Betätigungsstange verbundenen Unterbrecherteil entsprechend zu betätigen.

22. Leistungsschalter mit einem Betätigungssystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das auf das Ventilorgan (23) wirkende Fluid-unter Druck in seinen Eigenschaften von dem auf das Schließkraftaufbringmittel (z. B.

Ventilorgan 24) einwirkenden Fluid unter Druck verschieden ist.

23. Leistungsschalter mit einem Betätigungssystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließkraftaufbringmittel die die Betätigungsstange (25) in der Schließrichtung vorspannende Kraft aufbringt, indem es durch die Druckdifferenz zwischen einer Hochdruckkammer und einer Niederdruckkammer getrieben wird, und aus einem Paar von Ventilelementen (52, 56) besteht, die an besonderen Ventilsitzen (50, 53) während des Schließ- bzw. Unterbrechungsvorgangs fluiddicht anliegen, wobei sie durch den Druckunterschied in der Schließrichtung getrieben werden, so daß, ein Verbindungskanal zwischen den Druckkammern geschlossen wird und eine vollständige Verbindung der Hochdruckkammer mit der Niederdruckkammer durch den Kanal für eine bestimmte Zeitdauer nach dem Schließ- oder Unterbrechungsvorgangsbeginn ermöglicht wird, wodurch zeitweise der Druckunterschied zwischen den Druckkammern beseitigt wird.

24. Leistungsschalter mit einem Betätigungssystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Entfernen des Fluids unter Druck, das auf das Ventilorgan (23) einwirkt, einen Fluidauslaßkanal (35) umfassen, der im Ventilkasten (21) an einer Stelle mitten im gesamten Bewegungshub des Ventilorgans (23) mündet.

25. Leistungsschalter mit einem Betätigungssystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Ventilsitz (27) mit einem Flanschteil (27b), der einen ini wesentlichen fluiddichten gleitenden Eingriff an der inneren Wandoberfläche des Ventilkastens (21) ergibt, und einer Feder (31) versehen ist, die normalerweise den beweglichen Ventilsitz zum Ventilorgan (23) hin vorspannt, wobei der bewegliche Ventilsitz vom Ventilorgan (23) durch den Unterschied zwischen den an den entgegengesetzten Oberflächen des Flanschteils wirkenden Fluiddrücken weggetrieben wird, und daß jedes der Mittel zum Entfernen des Fluids unter Druck, der auf den beweglichen Ventilsitz (27) bzw. das Ventilorgan (23) wirkt, ein elektromagnetisches Ventilorgan umfaßt, das ein Ventilelement (63) in fluiddichtem Eingriff mit einer Fluidauslaßöffnung, einen Magnet (60), der einen magnetischen Haltefluß (1) zum Anziehen und Halten des Ventilelements in der Schließstellung der Öffnung gegen den auf das Ventilelement in der Richtung der Freigabe der Öffnung wirkenden Fluiddruck erzeugt, und eine Spule (64) enthält, die im Ansprechen auf die Zufuhrung eines Ventilbetätigungssignals einen aufhebenden magnetischen Fluß (IdZ) erzeugt, um das Ventilelement in die offene Stellung zu treiben, wobei der aufhebende magnetische-Fluß durch das Ventilelement in einer zur Richtung des magnetischen Halteflusses entgegengesetzten Richtung, jedoch durch den Magnet in der gleichen Richtung wie der magnetische Haltefluß strömt.

26. Leistungsschalter mit einem Betätigungssystem, gekennzeichnet durch ein Signalansprech-Ventilorgan (23), das an einem Ende einer Betätigungsstange (25) in einem Ventilkasten (21) montiert ist, ein Steuerventilorgan (40), von dem ein Teil (40a) normalerweise in eine Ausnehmung im Ventilorgan (23) im Ventilkasten eingreift und das der Bewegung der Betätigungsstange in Unterbrechungsrichtung folgend beweglich ist, bis es in einer Stellung auf halbem Wege der obigen Bewegung der Betätigungsstange blockiert wird, einen beweglichen Ventilsitz (27), der in dem Ventilkasten zum und vom Ventilorgan (23) beweglich ist, um den Bereich der Einwirkung von Fluid unter Druck auf das Ventilorgan (23) zu begrenzen, wenn er durch das Steuerventilorgan in Anlage am Signalansprechventilorgan ist, und um der Bewegung des Steuerventilorgans in einer Richtung zu folgen, nachdem sich das Steuerventilorgan davon entfernt hat, wobei der'beweglich. Ventilsitz beim Folgen der Bewegung des Steuerventilorgans schließlich oine Schwimmstellung einnimmt, die vom Ventilorgan (23) entfernt ist, um die Zufuhr des Fluids unter Druck zum Ventilorgan (23) zu sperren, eine Schließkraftautbringfeder (54) dz an der Betätigungsstange (25) ntg*genges*tzt -zum Ventilorgan (23) montiert ists Mittel (z, B. 34) zum Entfernen des Fluids unter Druck, das auf den beweglichen Ventilsitz (27) einwirkt, und Mittel (z B. 35) zum Entfernen des Fluids unter Druck, das auf das Ventilorgan (23) einwirkt, wobei die Einwirkung des Fluiddruckes auf das Ventilorgan (23) durch Entfernen des beweglichen Ventilsitzes (27) vom Steuerventilorgan (40) und damit vom Ventilorgan (23) während des Unterbrechungsvorgangs gesteuert wird,'während sie durch die Fluidentfernungemittel während des Schließvorganges gesteuert wird, um die Betätigungs stange wahlweise in der Schließ- oder Unterbrechungsrichtung vorzuspannen und den fu,.k+4onsmEßig damit verbundenen Unterbrecherteil (4 bzw. g) entsprechend zu betätigen.

27. Leistungsschalter mit einem Betätigungssystem nach Anspruch 26, dadurch gekelmzeichnet, daß die Mittel zum Entfernen des Fluids unter Druck, das auf das Ventilorgan (23) einwirkt, einen Fluidauslaßkanal (35) umfassen, der im Ventilkasten (21) an einer Stelle mitten im gesamten Bewegungshub des Ventilorgans (23) findet.

28. Leistungsschalter mit einem Betätigungssystem nach Anspruch 26, dadurch gekesnz-ichnet, daß der bewegliche Ventilsitz (27) mit einem Flanschteil (27b), der einen im wesentlichen fluiddichten gleitenden Eingriff an der Innenwandoberfläche des Ventilkastens (21) ergibt, und mit einer Feder (31) versehen ist, die den beweglichen Ventilsitz normalerweise zum Ventilorgan (23) hin vorspannt, wobei der bgwegliche Ventilsitz vom Ventilorgan (23) durch den Unterschied zwischen den an den entgegengesetzten Oberflächen des Planchteils wirkenden FluiddrUcken weggetrie ben wird, und daß jedes der Mittel zum Entfernen des Fluids unter Druck, das auf den beweglichen Ventilsitz (27) bzw.

auf das Ventilorgan (23) einwirkt, ein elektromagnetisches Ventilorgan umfaßt, das ein Ventilelement (63) in fluiddichtem Eingriff mit einer'Fluidauslaßöffnung, einem Magnet (60), der einen magnetischen Haltefeldfluß (1) ) zum Anziehen und Halten des Yentilelements in der Schließstellung der Öffnung gegen den auf das Ventilelement in der Öffnungsrichtung der Öffnung wirkenden Fluiddruck erzeugt, und eine Spule (64) enthält, die im Ansprechen auf die Zuführung eines Ventilbetätigungssignals einen aufhebenden magnetischen Fluß («2) erzeugt, um das Ventilelement in die offene Stellung zu treiben, wobei der aufhebende magnetische Fluß durch das Ventilelement in einer zur Richtung des magnetischen Halteflusses entgegengesetzten Richtung, Jedoch durch den Magnet in der gleichen Richtung wie der mamagnetische Haltefluß strömt.

Leerseite