CH646009A5 - Hydraulischer antrieb fuer elektrische schalter. - Google Patents

Description

i5 Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Antrieb gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Allgemein ist es bekannt, bei hydraulischen Antrieben von Schaltern Antriebszylinder zu verwenden, die bei Beaufschlagung z.B. mit Hochdrucköl den Schalter antreiben. Hie-20 bei speichert ein Hydrospeicher die für die Schaltung nötige Energie. Der Inhalt des Hydrospeichers ist z.B. durch einen beweglichen Kolben oder eine Membran in einen Öl- und einen Stickstoff-Raum geteilt. Der Stickstoff dient hiebei als eigentlicher Energieträger. Als Kommandoorgan zum Ein-25 schalten sowie zum Ausschalten des Schalters sind Magnetventile gebräuchlich, die elektrische Ein- bzw. Ausschaltbefehle in entsprechende hydraulische Befehle umsetzen. Nach der Betätigung werden solche Magnetventile durch eingebaute Federn in ihre geschlossene Stellung zurückgestellt. 30 Weiters ist es üblich die grössere Kolbenstirnseite des im Kolbenzylinder hin- und herbeweglichen Differentialkolbens des Antriebes mittels eines Umschaltsteuerventiles mit der Hochdruckseite oder der Niederdruckseite eines hydraulischen Systèmes zu verbinden, wobei ein Ölbehälter das nicht unter 35 Hochdruck stehende Öl beinhaltet.

Aus dem BBC-Handbuch für Planung, Konstruktion und Montage von Schaltanlagen, 3. neubearbeitete Auflage aus dem Jahr 1964, ist es aus der Seite 393 bekannt, dass zur Vermeidung des sogenannten Pumpens eines Schalters der An-40 trieb eine Pumpverhütungseinrichtung haben muss, die dafür sorgt, dass, wenn insbesondere ein Leistungsschalter nach dem Ein-Befehl sofort wieder selbst ausschaltet, z.B. durch die Schutzeinrichtung, auch beim Festhalten des Steuerschalters in der Ein-Stellung nicht wiederum einschaltet. Eine sol-45 che rein elektrische Pumpverhinderung mit einem sogenannten Pumpverhinderungsrelais, wie einem auf Seite 482 des vorgenannten BBC-Handbuches erwähnten Kippschütz, ist relativ einfach und unabhängig von der Antriebskonstruktion, setzt jedoch voraus, dass nur eine elektrische Betätigung so der primären Kommandoorgane vorhanden ist. Man kann die Pumpverhinderung, wie auf der letztgenannten Seite 482 angegeben ist, z.B. als Abrutschklinke ganz in den Antrieb des Leistungsschalters einbauen. Die Pumpverhinderung kann aber auch wie z.B. beim Schalter nach der DE-AS 55 20 47 822 zumindest zum Teil bei dessen Antrieb eingebaut sein, insbesondere dann, wenn z.B. eine Hand- oder Handnotsteuerung vor Ort notwendig ist, bei der eine rein mechanische Stösselbetätigung am primären Kommandoorgan möglich sein muss.

60 Bei dem elektrischen Schalter nach der DE-AS 20 47 822 wird nun wohl nach erfolgter Einschaltung der elektrische Befehl des Einschaltkommandoorgans (Magnetspule) durch einen Hilfszylinder hydraulisch aufgehoben, jedoch bei einer ungewollten Verlängerung des hydraulischen Ein-Befehls, 65 z.B. bedingt durch zu langsames Schliessen des Ein-Steuer-ventils, bleibt das hydraulische Ein-Kommando unter Umständen so lange bestehen, dass es bei gleichzeitigem Aus-Befehl zum dauernden Ein- und Ausschalten kommt.

Der Erfindung liegt deshalb insbesondere die Aufgabe zugrunde, den bekannten hydraulischen Antrieb so weiterzubilden, dass bei diesem bei gleichzeitiger Betätigung von Kommandoorganen zum Ein- sowie Ausschalten des Schalters nur eine Ausschaltung oder wenn der Ausschaltbefehl kurzzeitig nach dem Einschaltbefehl ausgelöst wird, höchstens ein Ein-Aus-Schaltzyklus erfolgen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale der Kennzeichnung des Anspruches 1 gelöst.

Die mit der Erfindung gemäss Anspruch 1 erzielten Vorteile bestehen im wesentlichen darin, dass das Einschaltkommando auch unabhängig von jeder anderen Kommandolöschwirkung hydraulisch gelöscht wird, sobald die Einschaltung des elektrischen Schalters hydraulisch in Gang gesetzt ist, was zu dem Zeitpunkt mit Sicherheit der Fall ist, wann die grössere Kolbenstirnseite des Differentialkolbens des Antriebes unter Druck steht. Die Löschung des Einschaltkommandos ist hiebei dann bewerkstelligt wenn das normalerweise elektrisch ausgelöste und dadurch hydraulisch offene Kommandoorgan zum Einschalten des Schalters wieder geschlossen ist. Selbst bei Hand-Notbetätigung des Kommandoorga-nes zum Einschalten des Schalters und gleichzeitigem oder kurz nachher erfolgendem ferngesteuerten Ausschalten des Schalters ist ein «Pumpen» des Schalters durch die Erfindung unmöglich gemacht.

Besonders vorteilhaft ist es, den hydraulischenAntrieb gemäss den Merkmalen der Ansprüche 1,2,3,4 und 5 auszubilden, weil dadurch in einfacher Weise eine sichere Pumpverhinderung verwirklicht ist.

Weiters ist es zweckmässig, den hydraulischen Antrieb nach den Merkmalen der Ansprüche 1 und 6 auszuführen, um dadurch die Hydraulikmittelleitungen zwischen dem Differentialkolben des Antriebes und dem ersten Rückstellmittel des Kommandoorganes zum Einschalten des Schalters zu ersparen und den Druckaufbau an der grösseren Kolbenstirnseite des Differentialkolbens des Antriebes möglichst unmittelbar mit Hilfe des gleichzeitig druckbeaufschlagten ersten Rückstellmittels zum hydraulisch bewirkten Schliessen des Kommandoorganes zum Einschalten des Schalters auszunützen und dadurch die Löschzeit des hydraulischen Ein-Kom-mandos noch mehr zu verkürzen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachstehend erläutert. Es zeigen

Fig. 1 bis Fig. 6 den hydraulischen Antrieb in verschiedenen Phasen zwischen der Aus- und der Ein-Schaltstellung eines elektrischen Schalters, und zwar

Fig. 1 die Stellung AUS des hydraulischen Systems sowie des elektrischen Schalters,

Fig. 2 eine erste Phase beim Ein-Schalten,

Fig. 3 eine weitere fortgeschrittene Phase beim Ein-Schalten,

Fig. 4 die Stellung EIN des hydraulischen Systems sowie des Schalters,

Fig. 5 eine erste Phase beim Aus-Schalten,

Fig. 6 eine fortgeschrittene Phase beim Aus-Schalten, auf die wieder die Stellung AUS gemäss Fig. 1 folgt,

Fig. 7a das Kommandoorgan zum Einschalten des Schalters in der nichtausgelösten Stellung bzw. Ruhelage,

Fig. 7b das Kommandoorgan zum Einschalten des Schalters in der ausgelösten Stellung, um den Schalter einzuschalten, und

Fig. 7c das Kommandoorgan zum Einschalten des Schalters in der ersten Phase des hydraulischen Löschens dessen elektrisch ausgelöster Ein-Stellung.

In Fig. 1 ist das Kommandoorgan zum Einschalten des elektrischen Schalters 8 mit 1, der Antriebszylinder des elektrischen Schalters mit 2, der Hydrospeicher des Antriebes des Schalters mit 3, der zugehörige Hydraulikmittelbehälter mit

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4, das Umschaltsteuerventil zum Umschalten des Schalters aus der Aus-Stellung in die Ein-Stellung und umgekehrt mit 5 bezeichnet. Der Hydrospeicher 3 ist mittels einer ersten Leitung a mit dem einen Teil 2a des Antriebszylinders 2 verbun-5 den. Dieser Teil 2a steht ausserdem durch eine zweite Leitung b mit dem Umschaltsteuerventil 5 in Verbindung. Von diesem Umschaltsteuerventil 5 führt eine dritte Leitung c zum anderen Teil 2b des Antriebszylinders 2. Eine vierte Leitung d verbindet das Umschaltsteuerventil 5 mit dem Hydraulikmittel-io behälter 4. Das Kommandoorgan 1 zum Einschalten des Schalters 8 weist einen zentralen Raum la auf, der über die zweite Leitung b sowie eine fünfte Leitung f bei ständiger Vorschaltung einer ersten Druckblende 6 mit dem einen Teil 2a des Antriebszylinders 2 andauernd verbunden ist. Dieser i5 zentrale Raum la ist ausserdem mittels eines umschaltbaren Kommandoorganteiles zum Einschalten des Schalters 8 in der Form einer Kugel lb entweder in deren Offenstellung über eine sechste Leitung g sowie die vierte Leitung d mit dem Hydraulikmittelbehälter 4 verbunden oder in der Geschlos-20 senstellung der Kugel lb von diesem Behälter 4 abgeschaltet. Der zentrale Raum la ist durch einen Zylinder le begrenzt, in dem ein als Kolben ausgebildetes erstes Rückstellmittel lc druckmitteldicht in Achsrichtung des Zylinders le hin- und herbeweglich geführt ist. Der Zylinder le weist an seiner einen 25 Stirnseite eine mittels der Kugel lb offen- oder verschliessbare erste Stirnwand lf auf. Die andere Stirnseite des Zylinders le ist durch eine zweite Stirnwand lg abgeschlossen, in der eine siebente Leitung h ausmündet, die über die dritte Leitung c mit dem Umschaltsteuerventil 5 verbunden ist. Die Kugel lb 30 befindet sich innerhalb des zentralen Raumes la, derart, dass zwischen den beiden Teilen lb und lc ein zweites Rückstellmittel in der Form einer Druckfeder ld angeordnet ist, die einerseits die Kugel lb ständig in deren Geschlossenstellung zu drücken und andererseits den Kolben lc gegen die zweite 35 Stirnwand lg in dessen Ruhelage zu schieben trachtet. Der Kolben lc weist ausserdem einen zylindrischen Stössel lh auf, an dem die Druckfeder ld geführt ist. Die Länge des Stössels lh ist derart gewählt, dass die in Offenstellung befindliche Kugel lb durch Druckbeaufschlagung des Kolbens lc über 40 die siebente Leitung h gegen die Wirkung der Druckfederld durch den Stössel lh in die Geschlossenstellung gestossen und dadurch die erste Stirnwand lf des Zylinders le verschlossen wird. Die aus einem Teil der dritten Leitung c sowie der siebenten Leitung h bestehende Verbindung zwischen dem ande-45 ren Teil 2b des Antriebszylinders 2 und dem Kommandoorgan 1 zum Einschalten des Schalters 8 zur Druckbeaufschlagung sowohl der grösseren Kolbenstirnseite 2e des Differentialkolbens 2c des Schalterantriebes als auch der von der Druckfeder ld abgewandten Kolbenstirnseite lj des Kolbens so lc ist möglichst kurz ausgebildet oder das Kommandoorgan 1 zum Einschalten des Schalters 8 direkt am anderen Teil 2b des Antriebszylinders 2 angeordnet. Zwischen das Komman-doorgan 1 zum Einschalten des Schalters 8 und das Umschaltsteuerventil 5 ist ein Einschaltverstärkerventil 7 zwi-55 schengeschaltet, das einerseits über eine achte Leitung j sowie die fünfte Leitung f mit dem Kommandoorgan 1 zum Einschalten des Schalters 8 und andererseits über eine neunte Leitung k mit dem Umschaltsteuerventil 5 verbunden ist. Die grössere Kolbenstirnfläche 5b des Differentialkolbens 5a des so Umschaltsteuerventiles 5 ist mittels einer zehnten Leitung 1, die die dritte Leitung c mit der neunten Leitung k verbindet, druckbeaufschlagbar, wobei in die zehnte Leitung 1 eine zweite Druckblende 9 geschaltet ist. Die kleinere Kolbenstirn-fläche 7c des Differentialkolbens 7a des Einschaltverstärker-65 ventiles 7 ist mittels einer an die fünfte Leitung f angeschlossenen elften Leitung m druckmittelbeaufschlagbar.

Weiters ist ein erstes Kommandoorgan 10 zum Ausschalten des Schalters 8 sowie ein zweites Kommandoorgan 11

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zum Ausschalten des Schalters 8 vorgesehen, wobei die beiden rer Oberflächenteil dem Druck des Druckmittels aus dem Hy-Kommandoorgane 10 und 11 parallelgeschaltet sind. Das er- drospeicher 3 ausgesetzt ist. Gleichzeitig wird durch die ste Kommandoorgan 10 zum Ausschalten des Schalters 8 ist Druckfeder 1 d die Kugel lb in ihre Geschlossenstellung sowie mit seinem Druckentlastungsraum 10a über eine dreizehnte der Kolben lc in seine Ruhelage gedrückt, so dass die Wir-Leitung o an die sechste Leitung g angeschlossen. Das zweite « kung des Druckmittels im zentralen Raum 1 a die Wirkung Kommandoorgan 11 zum Ausschalten des Schalters 8 steht der Druckfeder ld unterstützt. Über die fünfte Leitung f somit seinem Druckentlastungsraum 1 la über eine vierzehnte wie die achte Leitung j wird gleichzeitig der Druckentla-Leitung p mit der sechsten Leitung g in Verbindung. Eine stungsraum 7e des Einschaltverstärkerventiles 7 und dadurch zwölfte Leitung n, eine fünfzehnte Leitung q und eine sech- die grössere Kolbenstirnfläche 7b des Differentialkolbens 7a zehnte Leitung r verbinden den druckbeaufschlagbaren io des Einschaltverstärkerventiles 7 druckmittelbeaufschlagt. Raum 10b des ersten Kommandoorganes 10 zum Ausschal- Gleichzeitig drückt eine Druckfeder 7f den letztgenannten ten des Schalters 8 mit der fünften Leitung f wobei in die . Differentialkolben 7a in die in Fig. 1 dargestellte Stellung, so zwölfte Leitung n eine dritte Drackblende 12 geschaltet ist. dass das mit gleichem Druck über die elfte Leitung m gegen Der druckbeaufschlagbare Raum IIb des zweiten Komman- die kleinere Kolbenstirnfläche 7c wirksame Druckmittel den doorganes 11 zum Ausschalten des Schalters 8 ist durch die 15 Differentialkolben 7a mit Sicherheit nicht in seine Offenstel-zwölfte Leitung n und eine siebzehnte Leitung s ebenfalls mit lung drücken kann. Über die fünfte Leitung f sowie die der fünften Leitung f verbunden. Die sechzehnte Leitung r zwölfte Leitung n, die fünfzehnte Leitung q und die sechstellt ausserdem die Verbindung zwischen dem druckbeauf- zehnte Leitung r ist der druckmittelbeaufschlagbare Raum schlagbaren Raum 10b des ersten Kommandoorganes 10 zum 10b des ersten Kommandoorganes 10 zum Ausschalten des Ausschalten des Schalters 8 und dem Ausschaltverstärkerven- 20 Schalters 8 mit Druckmittel beaufschlagt, so dass dessen Ventil 13 und über die fünfzehnte Leitung q sowie die siebzehnte tilkugel 10c in deren Geschlossenstellung gehalten ist, wobei Leitung s die Verbindung mit dem druckbeaufschlagbaren das Druckmittel in seiner Wirkung durch die Ventildruckfe-Raum IIb des zweiten Kommandoorganes 11 zum Ausschal- der lOd unterstützt wird, die die Ventilkugel 10c ebenfalls in ten des Schalters 8 her. Eine achtzehnte Leitung t verbindet ihren Kugelsitz drückt. Die sechzehnte Leitung r verbindet andererseits das Ausschaltverstärkerventil 13 mit der neunten 25 ausserdem den druckbeaufschlagbaren Raum 10b mit dem Leitung k. Druckentlastungsraum 13a des Ausschaltverstärkerventiles In Fig. 1 ist nun der hydraulische Antrieb in der Aus-Stel- 13, so dass dadurch die grössere Kolbenstirnfläche 13d des lung dargestellt, so dass das bewegliche Schaltstück 8a nicht Differentialkolbens 13c des Ausschaltverstärkerventiles 13 mit den festen Schaltstücken 8b des elektrischen Schalters im ebenfalls druckmittelbeaufschlagt und dadurch in der in Fig. Eingriff steht. Zur besseren Übersicht sind in Fig. 1 aber auch 301 dargestellten Stellung festgehalten ist. Ausserdem wird der in allen weiteren Figuren die jeweils druckbeaufschlagten letztgenannte Differentialkolben 13c zusätzlich durch eine Teile durch Punktierung gekennzeichnet. In der Aus-Stellung Druckfeder 13f in seine Geschlossenstellung gedrückt, ist demnach die zweite Leitung b durch den Hydrospeicher 3 In Fig. 2 ist nun eine erste Phase beim Einschalten des über die erste Leitung a sowie den einen Teil 2a des Antriebs- elektrischen Schalters abgebildet. Hiebei sind die Teile, wel-zylinders 2 druckmittelbeaufschlagt, ebenso die kleinere Kol- 35 che den Teilen in Fig. 1 entsprechen in Fig. 2 gleich wie in Fig. benstirnfläche 5c des Differentialkolbens 5a des Umschalt- 1 bezeichnet. Wird die Spule In des Kommandoorganes 1 steuerventiles 5, wodurch dieser Differentialkolben 5a in der zum Einschalten des Schalters 8 ausgelöst, so wird dadurch Stellung gehalten ist, in der die dritte Leitung c, die siebente die Kugel lb gegen die Druckwirkung des Druckmittels im Leitung h, die neunte Leitung k, die zehnte Leitung 1 und die zentralen Raum 1 a sowie gegen die Wirkung der Druckfeder achtzehnte Leitung t über das Umschaltsteuerventil 5 und die 40 ld aus ihrer Geschlossenstellung in die Offenstellung ge-vierte Leitung d mit dem Hydraulikmittelbehälter 4 verbun- bracht und dadurch der zentrale Raum 1 a, die fünfte Leitung den und dadurch druckentlastet sind. Dadurch ist die grössere f bis zur ersten Druckblende 6, die achte Leitung j sowie der Kolbenstirnseite 2e des Differentialkolbens 2c des Antriebes Druckentlastungsraum 7e des Einschaltverstärkerventiles 7 druckfrei und wird dieser durch den ständig herrschenden über die sechste Leitung g sowie die vierte Leitung d mit dem Druck an seiner kleineren Kolbenstirnseite 2d in seine in Fig. 45 Hydraulikmittelbehälter 4 verbunden und dadurch druckent-1 untere Aus-Lage gedrückt. Ebenso ist die der zweiten Stirn- lastet, wie durch Wegfall der Punktierung dieser Teile ange-wand lg des Kommandoorganes 1 zum Einschalten des deutet ist. Durch die Druckwirkung des herrschenden Druk-Schalters 8 zugewandte Stirnfläche lj druckentlastet. Druck- kes in der zweiten Leitung b, der fünften Leitung f sowie der frei ist ausserdem der zentrale Raum 7d des Einschaltverstär- elften Leitung m wird der an seiner grösseren Kolbenstirnflä-kerventiles 7. Ausserdem sind der Druckentlastungsraum lk 50 che 7b druckentlastete Differentialkolben 7a des Einschalt-des Kommandoorganes 1 zum Einschalten des Schalters 8, verstärkerventiles 7 durch das an dessen kleineren Kolbender Druckentlastungsraum 10a des ersten Kommandoorga- Stirnfläche 7c wirksame Druckmittel in seine Offenstellung nes 10 zum Ausschalten des Schalters 8 sowie der Druckentla- gedrückt, wobei die Druckfeder 7f zusammengedrückt wird, stungsraum IIa des zweiten Kommandoorganes 11 zum Aus- Das Druckmittel gelangt hierauf aus der elten Leitung m über schalten des Schalters 8 ständig über die sechste Leitung g so- 55 den zentralen Raum 7d in die neunte Leitung k, die acht-wie die vierte Leitung d mit dem Hydraulikmittelbehälter 4 zehnte Leitung t sowie in das Teilstück der zehnten Leitung 1 verbunden und dadurch ständig druckentlastet. Dies gilt auch bis zur zweiten Druckblende 9. Der Differentialkolben 13c für den zentralen Raum 13b des Ausschaltverstärkerventiles des Ausschaltverstärkerventiles 13 verbleibt hiebei in seiner 13 mit Ausnahme in der Ausschaltphase. Druckmittelbeauf- Geschlossenstellung, weil die Druckwirkung des Druckmit-schlagt ist hingegen die mit der zweiten Leitung b verbundene 60 tels über die achtzehnte Leitung t an der kleineren Kolben-fünfte Leitung f und dadurch der zentrale Raum la des Kom- Stirnfläche 13e kleiner ist als die Druckwirkung des Druck-mandoorganes 1 zum Einschalten des Schalters 8, so dass die mittels, das über die fünfzehnte Leitung q sowie die sech-druckfederseitige Stirnfläche Im des Kolbens lc bzw. dieser zehnte Leitung r an der grösseren Kolbenstirnfläche 13d an-selbst durch das Druckmittel, wie Öl, aus dem Hydrospeicher greift, wobei die letztgenannte Druckwirkung durch die 3 in der in Fig. 1 dargestellte Lage bzw. Ruhelage gehalten ist. 65 Druckfeder 13f zusätzlich verstärkt wird. Über die neunte Durch den Druck im zentralen Raum la wird aber auch die Leitung k wird nun die grössere Kolbenstirnfläche 5b des Kugel 1 b in deren Geschlossenstellung gedrückt, wobei die Umschaltsteuerventiles 5 druckmittelbeaufschlagt. Da nun Kugel lb wie ein Differentialkolben wirkt, weil deren grosse- die Druckwirkung des Druckmittels an der grösseren Kolben-

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Stirnfläche 5b grösser als an der kleineren Kolbenstirnfläche wirksam, weil der in axialer Richtung des Zylinders le gese-5c ist, wird der Differentialkolben 5a des Umschaltsteuerven- hen dem Druckmittel im zentralen Raum 1 a ausgesetzte Ku-tiles 5 in die in Fig. 2 abgebildete Stellung umgeschaltet, bei geloberflächenteil grösser als der dem Druckentlastungsraum der die vierte Leitung d verschlossen ist und das Druckmittel lk zugewandte Kugeloberflächenteil ist, abgesehen davon, aus der zweiten Leitung b über das Umschaltsteuerventil 5 zu- 5 dass der Raum lk normalerweise stets druckentlastet ist. mindest einen Teil der dritten Leitung c sowie die zehnte Lei- Über die erste Druckblende 6 sowie die achte Leitung j wurde tung 1 wenigstens bis zur ersten Druckblende 6 druckmittelbe- inzwischen auch die grössere Kolbenstirnfläche 7b des Einaufschlagt, wie in Fig. 2 punktiert dargestellt ist. schaltverstärkerventiles 7 druckmittelbeaufschlagt, so dass

In Fig. 3 ist nun eine weitere fortgeschrittene Phase beim durch die gleichzeitige Wirkung der Druckfeder 7f der Diffe-Einschalten des elektrischen Schalters dargestellt. Das Druck- 10 rentialkolben 7a des Einschaltverstärkerventiles 7 gegen de mittel hat nunmehr die zweite Druckblende 9 durchsetzt, so Druckwirkung über die elfte Leitung m wieder in seine Ge-dass dadurch die grössere Kolbenstirnfläche 5b des Differen- schlossenstellung gelangt ist und dadurch die Verbindung tialkolbens 5a des Umschaltsteuerventiles 5 über die zweite zwischen der elften Leitung m und der neunten Leitung k unLeitung b, das Umschaltsteuerventil 5, die dritte Leitung c, terbricht, so dass nummehr die grössere Kolbenstirnfläche 5b die zehnte Leitung 1 über die zweite Druckblende 9 sowie die 15 des Umschaltsteuerventiles 5 nur mehr über die zweite Lei-neunte Leitung k druckmittelbeaufschlagt ist, so dass der tung b, das Umschaltsteuerventil 5, die dritte Leitung c, die hierzu parallel verlaufende Druckmittelweg über die zweite zehnte Leitung 1 und die zweite Druckblende 9 sowie die

Leitung b, die fünfte Leitung f, die elfte Leitung m, den zen- neunte Leitung k druckbeaufschlagt ist.

tralen Raum 7d des Einschaltverstärkerventiles 7 und die Fig. 5 betrifft nun eine erste Phase beim Ausschalten des neunte Leitung k durch den Differentialkolen 7a des Ein- 20 hydraulischen Systems bzw. Schalters. Zum Ausschalten des schaltverstärkerventiles 7 unterbrochen werden kann, ohne elektrischen Schalters 8 wird entweder die Spule 1 lc des zwei-dass dadurch die Druckmittelbeaufschlagung der grösseren ten Kommandoorganes 11 zum Ausschalten des Schalters 8 Kolbenstirnfläche 5b unterbrochen wird. Weiters hat das in oder die Spule 10e des ersten Kommandoorganes 10 zum der fünften Leitung f bei der ersten Druckblende 6 anstehende Ausschalten des Schalters 8 durch Einschalten elektrisch erDruckmittel diese Blende 6 zu durchsetzen begonnen. Das 25 regt und dadurch beispielsweise die Ventilkugel 10c gegen den Druckmittel in der dritten Leitung c hat inzwischen die gros- herrschenden Druck im druckbeaufschlagten Raum 1 Ob sere Kolbenstirnseite 2e des an seiner kleineren Kolbenstirn- (siehe Fig. 4) sowie gegen die Wirkung der Ventilfeder 1 Od in seite 2d bereits druckmittelbeaufschlagten Differentialkol- die Offenstellung gestossen. Hierdurch werden die sechzehnte bens 2c des Antriebes druckbeaufschlagt. Da die Druckwir- Leitung r, der Druckentlastungsraum 13a des Ausschaltver-kung an der grösseren Kolbenstirnseite 2e überwiegt, wird der 30 stärkerventiles 13, die fünfzehnte Leitung q, die zwölfte Lei-Differentialkolben 2c des Antriebes in axialer Richtung in tung n bis zur dritten Druckblende 12, die siebzehnte Leitung Fig. 3 nach oben in die Einschaltstellung bewegt, wobei das s sowie der damit verbundene druckbeaufschlagte Raum IIb bewegliche Schaltstück 8a durch eine Schaltstange 8c mitbe- . (siehe Fig. 4) des zweiten Kommandoorganes 11 zum Aus-wegt wird. Gleichzeitig wird über die dritte Leitung c sowie schalten des Schalters 8 über den nummehr offenen Raum die siebente Leitung h der Kolben lc des Kommandoorganes 35 10b sowie den Druckentlastungsraum 10a des ersten Kom-1 zum Einschalten des Schalters 8 druckmittelbeaufschlagt mandoorganes 10 zum Ausschalten des Schalters 8, die drei-und dadurch aus seiner Ruhelage gegen die Wirkung des je- zehnte Leitung o, die sechste Leitung g sowie die vierte Lei-weiligen Gegendruckes im zentralen Raum 1 a, insbesondere tung d zum Hydraulikmittelbehälter 4 hin druckentlastet. Die gegen die Wirkung der zwischen dem Kolben lc und der Ku- beiden Kommandoorgane 10 und 11 zum Ausschalten des gel lb angeordneten Druckfeder ld in axialer Richtung gegen 40 Schalters 8 sind in ihrer Wirkung vollkommen gleichwertig, die erste Stirnwand lf bewegt, so dass dadurch die Kugel lb aus Sicherheitsgründen beispielsweise doppelt vorhanden, durch den Stössel lh in ihre Geschlossenstellung rückgestellt aber auch um den Schalter von verschiedenen Stellen aus, z.B. wird und somit der Druckentlastungsraum lk des Komman- durch Not-Handausschaltung, ausschalten zu können, doorganes 1 zum Einschalten des Schalters 8 die sechste Lei- In Fig. 6 ist nun eine fortgeschrittene Phase beim Aus-tung g, die vierte Leitung d sowie der Hydraulikmittelbehälter 45 schalten des elektrischen Schalters dargestellt, deren End-4 vom zentralen Raum la getrennt werden. phase, nämlich die Stellung AUS, bereits in Fig. 1 dargestellt Fig. 4 zeigt die Stellung EIN des hydraulischen Systems ist. Durch die Druckentlastung des Druckentlastungsraumes sowie des elektrischen Schalters. Der Differentialkolben 2c 13a des Ausschaltverstärkerventiles 13 und somit der grösse-des Antriebes hat seine in Fig. 4 ersichtliche höchste Stellung ren Kolbenstirnfläche 13d wird der Differentialkolben 13c bzw. Einstellung erreicht, so dass das bewegliche Schaltstück so des Ausschaltverstärkerventiles 13 durch den wirksamen 8a die festen Schaltstücke 8b des elektrischen Schalters 8 ver- Druck an der kleineren Kolbenstirnfläche 13e gegen die Wirbindet. Weiters hat sich inzwischen über die erste Druck- kung der Druckfeder 13f in die in Fig. 6 dargestellte Offenstelblende 6 und die fünfte Leitung f im zentralen Raum la der lung gedrückt, so dass dadurch zuerst die achtzehnte Leitung auch im Hydrospeicher 3 sowie im einen Teil 2a des Kolben- t, die neunte Leitung k, die zehnte Leitung 1 bis zur zweiten zylinders 2 herrschende Druck wieder aufgebaut, so dass die 55 Druckblende 9 sowie die grössere Kolbenstirnfläche 5b des druckfederseitige Stirnfläche Im des Kolbens lc des Kom- Umschaltsteuerventiles 5 über den zentralen Raum 13b sowie mandoorganes 1 zum Einschalten des Schalters 8 gleich wie die sechste Leitung g und die vierte Leitung d druckentlastet die der zweiten Stirnwand lg zugewandte Stirnfläche lj des sind. Dadurch wird in weiterer Folge der Differentialkolben Kolbens 1 c druckmittelbeaufschlagt ist und dadurch der Kol- 5a des Umschaltsteuerventiles 5 durch die Wirkung des ben lc durch die Wirkung der Druckfeder ld in die aus Fig. 4 60 Druckmittels auf die kleinere Kolbenstirnfläche 5c in die in ersichtliche Ruhelage zurückgestellt wird und dadurch der Fig. 6 abgebildete Stellung umgeschaltet. Infolge dieser Um-Stössellhdie Kugel 1 b für eine neuerliche Bewegung in deren Schaltung werden nunmehr der restliche T eil der noch unter Offenstellung freigibt. Die Kugel lb befindet sich weiterhin in Druck stehenden zehnten Leitung 1 bis zur zweiten Druck-ihrer Geschlossenstellung da sie durch die Druckfeder ld blende 9, die dritte Leitung c, die siebente Leitung h und da-druckbeaufschlagt ist und ausserdem durch die Wirkung des 65 durch die grössere Kolbenstirnseite 2e des Differentialkolbens Druckmittels im zentralen Raum la gegen die erste Stirn- 2c des Antriebes sowie die der zweiten Stirnwand lg zuge-wand lf in ihren Kugelsitz gepresst wird. Hierbei ist sicher- wandte Stirnfläche lj des Kolbens lc über das Umschaltsteu-heitshalber ausserdem noch ein Differentialkolbeneffekt erventil 5 sowie die vierte Leitung d druckentlastet, so dass

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der Differentialkolben 2c des Antriebes durch die nunmehr des Antriebes in dessen Einstellung drückenden Druckmittels

überwiegende Einwirkung des Druckmittels an der kleineren in die Geschlossenstellung zurückgestellt, wobei die Druckfe-

Kolbenstirnseite 2d in die Ausstellung gelangt, wie in Fig. 1 der ld die Rückstellung der Kugel lb mitbewirkt und nach dargestellt ist. Inzwischen wurde die Ventilkugel 10c des er- abgeschlossenem Wiederaufbau des Druckmitteldruckes im sten Kommandoorganes 10 zum Ausschalten des Schalters 8 5 zentralen Raum la die Rückstellung des Kolbens lc in dessen durch die Ventildruckfeder 1 Od in die Geschlossenstellung ge- Ruhelage bewirkt, wie dies aus Fig. 4 ersichtlich ist.

drückt und ausserdem auch der Differentialkolben 13c des

Ausschaltverstärkerventiles 13 durch die Wirkung der Druck- Wie bereits mit anderen Worten vorstehend erläutert wor-feder 13f in seine Geschlossenstellung gebracht, so dass sich den ist, bewirkt die erste Druckblende 6 einen Druckabfall der Druckmitteldruck in der zwölften Leitung n ab der dritten 10 des aus dem Hydrospeicher 3 nachströmenden Druckmittels Druckblende 12, in der fünfzehnten Leitung q, in der sech- solange das Einschaltkommando ansteht und ermöglicht da-zehnten Leitung r und dem damit verbundenen druckbeauf- durch erst eine Druckentlastung des Einschaltverstärkerventi-schlagbaren Raum 1 Ob des ersten Kommandoorganes 10 zum les 7 an dessen grösserer Kolbenstirnfläche 7b und dadurch Ausschalten des Schalters 8 sowie im Druckentlastungsraum dessen Öffnen. Des weiteren bewirkt die erste Druckblende 6 13a des Ausschaltverstärkerventiles 13 aber auch in der sieb- 15 die Selbsthaltung des Einschaltverstärkerventiles 7 in ge-zehnten Leitung s und dem druckbeaufschlagbaren Raum schlossener Schaltstellung. Insbesondere wird ausserdem ver-llb des zweiten Kommandoorganes 11 zum Ausschalten des hindert, dass sich infolge interner Leckage der Druck über der Schalters 8 wieder aufbauen kann, wie aus Fig. 1 ersichtlich grösseren Kolbenstirnfläche 7b des Einschaltverstärkerventi-ist. les 7 langsam abbaut. Die dritte Druckblende 12 wirkt analog In den Figuren 7a, 7b und 7c sind die den Teilen in den 20 für das Ausschaltverstärkerventil 13. Die zweite Druckblende vorhergehenden Figuren 1 bis 6 entsprechenden Teile wieder 9 bewirkt die Selbsthaltung des Umschaltsteuerventiles 5 in gleichbezeichnet. Fig. 7a zeigt das Kommandoorgan 1 zum der Stellung EIN des Schalters. Ausserdem wird verhindert, Einschalten des Schalters 8 in seiner Ruhelage wie in Fig. 1 dass sich infolge interner Leckage der Druck über der grösse-oder 6. Insbesondere ist zwischen der Kugel lb und dem ren Kolbenstirnfläche 5b des Umschaltsteuerventiles 5 langfreien Ende des Stössels lh der nur vom Druckmittel erfüllte 25 sam abbaut.

Raum ersichtlich so dass die Kugel lb nach Auslösung des Zusammenfassend arbeiten sowohl der Antriebszylinder 2 elektrischen Auslösekreises 1 n bei Verdrängung des Druck- als auch die Verstärkerventile 7 und 13 sowie das Umschaltmittels gegen die Wirkung der Druckfeder ld in die in Fig. 7b Steuerventil 5 nach dem Differentialkolbenprinzip. Die Koldargestellte Offenstellung gestossen wird, wie auch in Fig. 2 ben im Antriebszylinder 2 sowie in den letztgenannten Venti-dargestellt ist, wodurch der Einschaltvorgang des elektrischen 30 len haben jeweils unterschiedlich grosse Kolbenstirnflächen. Schalters 8 durch Druckentlastung des zentralen Raumes 1 a Die kleinere Kolbenstirnfläche ist jeweils dauernd druckbe-eingeleitet wird. In 7c ist nun die typische Phase der Rückstel- aufschlagt. Das Umschalten der Ventile erfolgt durch Beauf-lung der Kugel lb als Kommandoorganteil zum Einschalten schlagung bzw. Entlastung der grösseren Kolbenstirnfläche, des Schalters 8 durch den Stössel lh des über die siebente Lei- wobei noch hilfsweise je eine Druckfeder für die Rückstellung tung h druckmittelbeaufschlagten Kolbens lc als erstem 35 in die geschlossene Stellung des jeweiligen Ventiles sorgt. Rückstellmittel ersichtlich, wobei die Druckfeder ld als zwei- Der Antrieb gemäss der Erfindung ist selbstverständlich tes Rückstellmittel zusammengedrückt wird. In Fig. 3 ist die nicht nur auf hydraulische Systeme beispielsweise mit Öl als gleiche Phase der Rückstellung der Kugel 1 b wie in Fig. 7c Druckmittel beschränkt sondern kann in gleicher Weise auch dargestellt. Die Kugel 1 b wird demnach durch die hydrauli- bei pneumatischen Systemen insbesondere mit Luft als sehe Wirkung des gleichzeitig auch den Differentialkolben 2c 40 Druckmittel eingesetzt werden.

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4 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1. 646009

   PATENTANSPRÜCHE

   1. Hydraulischer Antrieb für elektrischen Schalter mit einem einen Antriebszylinder unterteilenden, durch veränderliche Druckbeaufschlagung in diesem hin- und herbeweglichen Differentialkolben des Antriebes, dessen kleinere Kolbenstirnseite durch ein in einem Hydrospeicher unter Druck stehendes Druckmittel über eine erste Leitung mittels des einen Teiles des Antriebszylinders ständig druckbeaufschlagt ist, und mit einem durch wenigstens je ein Kommandoorgan zum Einschalten sowie zum Ausschalten des Schalters umschaltbaren, über eine zweite Leitung mit dem einen Teil des Antriebszylinders bzw. mit dem Hydrospeicher verbundenen Umschaltsteuerventil, mittels dessen die grössere Kolbenstirnseite entweder über eine dritte Leitung zwischen dem Umschaltsteuerventil und dem anderen Teil des Antriebszylinders durch den Hydrospeicher ebenfalls mit Druckmittel beaufschlagbar oder über eine vierte Leitung zwischen dem Umschaltsteuerventil und einem Hydraulikmittelbehälter durch diesen druckentlastbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommandoorgan (1) zum Einschalten des Schalters (8) einen über die zweite (b) sowie eine fünfte Leitung (f) über eine erste Druckblende (6) mit Druckmittel aus dem einen Teil (2a) des Antriebszylinders (2) bzw. dem Hydrospeicher (3) beaufschlagbaren zentralen Raum (la) aufweist, der mittels eines umschaltbaren Kommandoorganteiles (lb) zum Einschalten des Schalters (8) entweder in dessen Offenstellung über eine sechste (g) sowie die vierte (d) Leitung mit dem Hydraulikmittelbehälter (4) verbunden oder in der Geschlossenstellung von diesem getrennt ist und dass das Kommandoorgan (1) mit einem ersten Rückstellmittel (lc) für die hydraulische Rückstellung des Kommandoorganteiles (lb) in die Geschlossenstellung des Kommandoorgans (1) ausgestattet ist, wobei das erste Rückstellmittel (lc) über das Umschaltsteuerventil (5), die dritte Leitung (c) sowie eine siebente Leitung (h) annähernd zur gleichen Zeit wie die grössere Kolbenstirnseite (2e) des Differentialkolbens (2c) des Antriebes mit Druckmittel beaufschlagbar ist.
2. 2. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kommandoorganteil (lb) und dem ersten Rückstellmittel (lc) ein zweites Rûckstéllmit-tel (ld) für die mechanische Rückstellung des ersten Rückstellmittels (lc) in dessen Ruhelage angeordnet ist.
3. 3. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Raum (la) durch einen Zylinder (le) begrenzt ist, in dem das als Kolben ausgebildete erste Rückstellmittel (lc) druckmitteldicht in Achsrichtung des Zylinders (le) hin- und herbeweglich geführt ist, dass der Zylinder (le) an seiner einen Stirnseite eine mittels des als Kugel ausgebildeten Kommandoorganteiles (lb) zum Einschalten des Schalters (8) offen- oder verschliessbare erste Stirnwand (lf) aufweist, wobei die Kugel im zentralen Raum (la) angeordnet ist, dass der Zylinder (le) an seiner anderen Stirnseite mittels einer zweiten Stirnwand (lg) abgeschlossen ist, in die die siebente Leitung (h) einmündet, dass zwischen der Kugel (lb) und dem Kolben (lc) das als Druckfeder ausgebildete ' zweite Rückstellmittel (ld) angeordnet ist, und dass die fünfte Leitung (f) in den zentralen Raum (la) zwischen Kugel (lb) und Zylinder( le) einmündet.
4. 4. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der axial hin- und herbewegliche Kolben (lc) einen Stössel (lh) für die hydraulische Rückstellung der Kugel (lb) aufweist.
5. 5. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrisch geformte Stössel (lh) als Führungsteil der Druckfeder (ld) ausgebildet ist.
6. 6. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommandoorgan (1) direkt am anderen Teil (2b) des Antriebszylinders (2) angeordnet ist.
7. 7. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen das Kommandoorgan (1) zum Einschalten des Schalters (8) und das Umschaltsteuerventil (5) ein Einschaltverstärkerventü (7) zwischengeschaltet ist,

   5 dass einerseits über eine achte (j) und die fünfte Leitung (f) mit dem Kommandoorgan (1) zum Einschalten des Schalters (8) und andererseits über eine neunte Leitung (k) mit dem Umschaltsteuerventil (5) verbunden ist.
8. 8. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch ge-

   10 kennzeichnet, dass das Kommandoorgan (1) zum Einschalten des Schalters (8) als Magnetventil ausgebildet ist.