DE1121166B - Druckluftsteuerung fuer elektrische Schalter - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

L 26655 VUId/21 c

ANMELDETAG: 21. JANUAR 1957

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 4. JANUAR 1962

Es ist eine Druckluftsteuerung für Werkzeugmaschinen bekannt, bei der sinnfällig angeordnete Drucktasten in mehreren Farben für die einzelnen Kommandos verwendet werden. Das Aufleuchten der in den einzelnen Druckknöpfen eingebauten Signallampen kennzeichnet den Steuer- bzw. Bewegungsvorgang. An Stelle der Drucktasten können auch Drehschalter mit mehreren Stellungen verwendet werden. Dabei ist durch Verstellen eines Drehschalters die Vorwahl eines von mehreren Steuervorgängen möglich, der anschließend durch Betätigung einer Drucktaste ausgeführt wird.

Bei der Erfindung handelt es sich aber um ein anderes Anwendungsgebiet der Druckluftsteuerung, und zwar sollen Schalter von Hoch- oder Nieder-Spannungsschaltanlagen mittels Druckluftantrieben ein- und ausgeschaltet werden. Diese Druckluftantriebe werden über Steuerventile mit Druckluft beschickt, wobei diese Steuerventile entweder mechanisch von Hand betätigt oder unter Verwendung von elektrischen Fernschaltspulen von einem entfernt liegenden Ort, ζ. B. von der Warte aus, betätigt werden. Die Steuerventile sind häufig in sogenannten Steuerschränken von Hochspannungs-Freiluftschaltanlagen untergebracht, oder sie werden, wenn es sich um Innenraum-Schaltanlagen handelt, in Schränken montiert, die längs der Front der Hochspannungszellen angeordnet sind. Innerhalb je einer der Hochspannungszellen oder Hochspannungsschränke sind meistens die Hochspannungsschaltgeräte eines Hoch-Spannungsabzweiges untergebracht. In dem zu dieser Hochspannungszelle gehörigen Steuerschrank sind die Steuerventile für die Betätigung der erwähnten Hochspannungsschalter übersichtlich zusammengefaßt. Auf diese Weise werden aus den den einzelnen Hoch-Spannungsschaltern zugeordneten Steuerventilen sogenannte Steuerventilgruppen oder Steuerventilblockanlagen zusammengebaut.

Jedem mit Druckluftsteuerung zu betätigenden Hoch- oder Niederspannungsschalter wird ein eigenes Druckluftsteuerventil zugeordnet. Dieses Druckluftsteuerventil kann mit zwei Druckluftauslässen ausgerüstet sein, wobei der eine Druckluftauslaß zur Einschaltung des Schaltgerätes dient, während der andere dazu dient, die Ausschaltung des Hoch- oder Niederspannungsschalters durchführen zu können. Man kann auch jedem zu betätigenden Hoch- oder Niederspannungsschalter ein Einschaltventil und ein davon getrenntes Ausschaltventil zuordnen; häufig sind diese beiden Ventile zu einem doppeltwirkenden Druckluftsteuerventil zusammengefaßt.

Bei der Anordnung nach Fig. 1 ist angenommen, Druckluftsteuerung für elektrische Schalter

Anmelder:

Licentia Patent-Verwaltungs-G. m. b. H., Frankfurt/M., Theodor-Stern-Kai 1

Dipl.-Ing. Siegfried Kühnel, Frankfurt/M.,

und Paul Nikolaus, Jügesheim bei Offenbach/M., sind als Erfinder genannt worden

daß insgesamt drei nicht dargestellte Schalter I, II, III vorhanden sind. Jedem dieser Schalter sind zwei Druckluftsteuerventile für Einschalten E und Ausschalten A zugeordnet. Beispielsweise sind dem ersten Schalter I die Druckluftventile 1 für Ausschaltung und 2 für Einschaltung zugeordnet. Beim Schalter II dient das Ventil 3 zur Ausschaltung, das Ventil 4 zur Einschaltung. Singemäß dient beim Schalter III das Ventil 5 zur Ausschaltung, das Ventil 6 zur Einschaltung. Die Steuerventile können gegebenenfalls unmittelbar von Hand mittels Druckknopf od. dgl. betätigt werden. Außerdem können aber auch Fernschaltspulen für elektrische Fernbetätigung vorhanden sein, und zwar sind solche Spulen 7, 8 bei dem Schalter I angedeutet. Sämtliche Druckluftventile sind an eine gemeinsame Druckluftleitung 10 angeschlossen. In dieser Druckluftleitung befindet sich ein Hauptventil 11, das meist von Hand, gegebenenfalls aber auch elektromagnetisch betätigt wird.

In der Fig. 2 treten an die Stelle der Doppelventile, die in Fig. 1 mit 1 bis 6 bezeichnet sind, die Ventile

12, 13 und 14 für die Durchführung der Einschaltvorgänge und die Ventile 15 bis 17 für die Durchführung der Ausschaltvorgänge. Bei der Anordnung gemäß Fig. 2 sind die Einschaltventile von den Ausschaltventilen getrennt. Es entstehen in dieser Weise auch zwei Druckluftsammelleitungen 18, 19, die an die Stelle der Druckluftleitung 10 in der Fig. 1 treten. Die Trennung der Einschaltventile von den Ausschaltventilcn führt auch zu einer Trennung der Hauptdruckluftabsperrventile 20 für die Einschaltluftkreise und 21 für die Ausschaltdruckluftkreise. Die Ventile 12, 15 sind dem Schalter I, die Ventile

13, 16 dem Schalter II und die Ventile 14, 17 dem Schalter III zugeordnet.

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Die Hauptabsperrventile 11 in Fig. 1 bzw. 20, 21 in Fig. 2 haben im wesentlichen die Aufgabe, die gemeinsame Druckluftanlage bzw. Druckluftsammelleitung abzuschließen, damit Überholungsarbeiten an den einzelnen Steuerventilen 1 bis 6 bzw. 12 bis 17 im drucklosen, gefahrlosen und ungestörten Zustand ausgeführt werden können. Um den Luftdruck beim Abschließen der Hauptabsperrventile 11 bzw. 20, 21 vollkommen beseitigen zu können, sind diese Hauptabsperrventile häufig auch als Entlüftungsventile mit Einrichtungen zur Entlüftung der Rohrleitungskreise 10 bzw. 18, 19 ausgerüstet. Man spricht dann von Hauptabsperr-Entlüftungsventilen.

Der Nachteil bei diesen bekannten Anordnungen beruht darin, daß die Steuerventile 1 bis 6 in Fig. 1 bzw. 12 bis 17 in Fig. 2 kostspielig und besonders aufwendig ausgebildet werden müssen, weil sie betätigt werden, während die Hauptabsperrventile 11 bzw. 20, 21 geöffnet sind, d. h. während der volle Druck an den Steuerventilen ansteht. Diese Steuerventile sind deshalb besonders teuer und kompliziert, weil sie vollkommen druckluftdicht ausgebildet werden müssen, um die Dauerdruckverluste klein zu halten. Besonders wenn es sich um hohe Drücke von etwa 20atü handelt, entstehen schwere, komplizierte und konstspielige Steuerventile.

Die Erfindung betrifft eine Druckluftsteuerung für elektrische Schalter mit je einem Ventil für Ein- und Ausschaltung jedes einzelnen Schalters und einem Hauptventil in der gemeinsamen Druckluftleitung. Erfindungsgemäß ist die Einrichtung so getroffen, daß die den einzelnen Schaltern zugeordneten Ventile durch einen Vorwahlvorgang eingestellt werden und dadurch in drucklosem Zustand die Verbindung mit der Druckluftbetätigungseinrichtung des angewählten Schalters herstellen und daß danach das Kommando mittels eines für alle fernbetätigten Schalter gemeinsamen Hauptventils erfolgt, an dem der volle Betriebsdruck dauernd ansteht. Dies bedeutet, daß die Ventile an den Betätigungseinrichtungen der Hochspannungsschalter nur noch Vorwahlventile sind, d.h. den Weg für das Druckmittel im Sinne einer Aus- oder Einschaltung einstellen. Das eigentliche Druckluftabsperrventil ist gemeinsam für alle ferngesteuerten Hochspannungsschalter, und erst bei seiner Betätigung wird der Druck in die Rohrleitungen gegeben. Somit stehen die Ventile an den Hochspannungsschaltern im Normalfall nicht unter dem mehr oder minder hohen Druck, und demgemäß können diese Ventile wesentlich einfacher aufgebaut und ihr Preis herabgesetzt werden. Nur das eine Hauptsteuerventil der ganzen Anlage erfordert eine sorgfältige konstruktive Durchbildung, weil hier ständig der volle Luftdruck ansteht. Für dieses eine Hauptsteuerventil kann aber der dadurch bedingte höhere Preis in Kauf genommen werden.

Zwar ist schon eine Einrichtung zur gegenseitigen Verriegelung von mehreren in bestimmer Reihenfolge zu schaltenden Druckluftantrieben für elektrische Schalter in Anlagen mit Mehrfachsammelschienen bekannt mit in Abhängigkeit vom Sammelschienenkupplungsschalter gesteuerten Verriegelungsscheiben. Jeder vom Sammelschienenkupplungsschalter gesteuerten Verriegelungsscheibe ist ein besonderer Drucklufthilfsantrieb zugeordnet, und alle Hilfsantriebe werden aus einer gemeinsamen Drucklufthilfsleitung gespeist. Hier kommt es also darauf an, daß mehrere Drucklufthilfsantriebe gleichzeitig arbeiten sollen, so daß sie aus diesem Grunde an eine gemeinsame Druckluftleitung angeschlossen sind. Bei der Erfindung handelt es sich aber um eine Vorwahl unter einer größeren Zahl von fernzusteuernden Schaltern, um durch Betätigung eines solchen Vorwahlventils festzulegen, welcher der fernzusteuernden Schalter geschaltet, und zwar ein- oder ausgeschaltet werden soll. Außerdem kommt es darauf an, die die Ausbildung und Wartung der für recht beträchtliche Leistungen bemessenen Ventile zu vereinfachen.

Erfindungsgemäß wird also die Arbeitsweise der Steuerventile 1 bis 6 bzw. 12 bis 17 dadurch wesentlich erleichtert und damit der Preis der Ventile vermindert, daß normalerweise ein Hauptsteuerventil 11 bzw. 20, 21 verschlossen gehalten wird, so daß die Steuerventile nicht dauernd unter Druck stehen. Erst nachdem eines der Steuerventile 1 bis 6 bzw. 12 bis 17 in einem sogenannten Vorsteuervorgang oder Vorwahlvorgang in drucklosem Zustand betätigt worden ist, wird das Hauptsteuerventil geöffnet, das auf diese Weise zum eigentlichen Steuerventil wird, während die oben als Steuerventile 1 bis 6 bzw. 12 bis 17 bezeichneten Geräte die Rolle von Vorwahlventilen bekommen. Ein Druckluftsteuervorgang spielt sich also so ab, daß zuerst eines der als Vorwahlventile fungierenden Steuerventile 1 bis 6 bzw. 12 bis 17 in drucklosem Zustand betätigt wird und daß unmittelbar darauf das Absperrventil 11 bzw. 26, 21 geöffnet wird.

Wenn es sich beispielsweise um die Druckluftferneinschaltung eines Schalters I in Fig. 1 handelt, dann erfolgt seine Ferneinschaltung dadurch, daß bei noch verschlossenem Hauptsteuerventil 11 zuerst das Steuerventil 2 als Vorwahlventil geöffnet wird. Im Zusammenhang mit dieser Vorwahl erfolgt jedoch noch keine Druckluftbetätigung des Schalters I, sondern es wird lediglich ein Druckluftweg vorbereitet. Hierauf wird das die Rolle eines Steuerventils übernehmende Hauptsteuerventil 11 geöffnet, so daß jetzt die Einschaltdruckluft zur Ferneinschaltung des Schalters I über das Hauptsteuerventil 11 und das bereits vorher geöffnete Vorwahlventil 2 zum Einschaltkolben des Schalters I gelangt.

Der Druckluftschaltvorgang besteht also aus zwei Vorgängen, nämlich aus einer Vorwahl, die darin besteht, daß eines der Steuerventile 1 bis 6 bzw. 12 bis 17 geöffnet wird, und ferner aus einem öffnen des Steuerventils 11 bzw. 20,21. Erst nach dem öffnen des betreffenden Hauptsteuerventils erfolgt Druckluftbetätigung des betreffenden Hoch- oder Niederspannungsschalters. Zu diesem Zweck ist im Falle der elektrischen Fernbetätigung das Hauptsteuerventil 11 mit einer elektrischen Betätigungsspule ausgerüstet. Dasselbe gilt für die Hauptsteuerventile 20, 21 der Fig. 2.

Zur Durchführung dieses aus zwei Vorgängen bestehenden Steuervorganges kann die Anordnung in verschiedener Weise ausgebildet werden:

In Fig. 1 ist dargestellt, daß die Vorwahlventile 1 bis 6 mit elektrischen Fernschaltspulen ausgerüstet sind und daß dies auch für das Steuerventil 11 gilt. Bei dieser Anordnung würden also von der Fernsteuerstelle aus zwei elektrische Schaltvorgänge eingeleitet werden müssen; zuerst wird das Vorwahlventil elekrisch fernbetätigt, und in einem zweiten elektrischen Schaltvorgang wird das für alle Vorwahlventile gemeinsame Steuerventil 11 fernbetätigt.

Diese getrennte elektrische Fernbetätigung des Vorwahlvorganges und des eigentlichen Steuervor-

ganges kann im Zusammenhang mit bestimmten bekannten Sicherheitsschaltungen eine Rolle spielen, wenn man nämlich dem die Schaltung durchführenden Schaltwärter Gelegenheit geben will, sich nach durchgeführter Vorwahl nochmals von der Richtigkeit des beabsichtigten Steuervorganges zu überzeugen.

Ein anderer Grund für eine getrennte Betätigung der Vorwahl und der Steuerung kann in der Anwendung einer sogenannten Exerzierschaltung liegen, wobei es sich darum handelt, eine große Zahl von beabsichtigten Steuervorgängen durch »Exerzieren« bezüglich der Durchführbarkeit der gesamten Schalthandiungen auszuprobieren, um erst nach erfolgter Bestätigung der Durchführbarkeit die wirkliche Steuerung durchzuführen.

Die Anordnung kann auch so ausgebildet sein, daß die elektrischen Kommandos zur Betätigung eines Vorwahlventils und des Hauptventils aufeinanderfolgend in festgesetztem Zeitabstand gegeben werden.

Eine weitere Möglichkeit der Ausführung des Erfindungsgedankens besteht in einer mechanischen Kupplung zwischen den Vorwahlventilen einerseits und dem Hauptsteuerventil 11 andererseits. Diese mechanische Kupplung führt dazu, daß im unmittelbaren Anschluß an die Betätigung eines Vorwahlventils 1 bis 6 durch mechanische Zwischenglieder das Hauptventil 11 zum Zweck der Durchführung der Steuerung vorübergehend geöffnet wird. Bei dieser Ausführungsform würde die in Fig. 1 dargestellte Fernschaltspule an dem Steuerventil 11 fortfallen, und mit Hilfe einer sogenannten Antriebskulisse wird im Anschluß an die Betätigung eines der Vorwahlventile das Steuerventil 11 in mechanischer Folge zwangläufig betätigt werden. Die erläuterte Steuerung kann in bekannter Weise zur Verriegelung von Schaltvorgängen ausgebaut werden, indem nämlich die mechanische Betätigung des Hauptsteuerventils 11 nur dann zustande kommt, wenn sich die durch Fernbetätigung eines der Vorwahlventile 1 bis 6 vorbereitete Steuerung als durchführbar und zulässig erweist. Es gibt Fälle, in denen die Durchführung eines Steuervorganges zu Störungen oder Katastrophen führt; dies wird durch mechanische oder elektrische Zwischenglieder der angegebenen Art verhindert.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Druckluftsteuerung für elektrische Schalter ίο mit je einem Ventil für Ein- und Ausschaltung jedes einzelnen Schalters und einem Hauptventil in der gemeinsamen Druckluftleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die den einzelnen Schaltern zugeordneten Ventile durch einen Vorwahlvorgang eingestellt werden und dadurch in drucklosem Zustand die Verbindung mit der Druckluftbetätigungseinrichtung des angewählten Schalters herstellen und daß danach das Kommando mittels eines für alle fernbetätigten Schalter gemeinsamen Hauptventils erfolgt, an dem der volle Betriebsdruck dauernd ansteht.

2. Druckluftsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Vorwahlventile und Hauptventil getrennt durch besondere Kommandos betätigt werden und daß eine Abhängigkeitsschaltung vorgesehen ist derart, daß das Hauptventil nur nach vorausgegangener Betätigung eines Vorwahlventils betätigt werden kann.

3. Druckluftsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Kommandos zur Betätigung eines Vorwahlventils und des Hauptventils aufeinanderfolgend in festgelegtem Zeitabstand gegeben werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 666 200;
»Aufwand, Leistung und Wirtschaftlichkeit neuzeitlicher Werkzeugmaschinen«, Girardet, Essen 1953, S. 89 und 90.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen