CH660256A5 - Antriebsanordnung fuer einen hochspannungsschalter. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für einen Hochspannungsschalter gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei Hochspannungsschaltern ist der Ausschalthub bekanntlich einer der wichtigsten und auch kritischen Bewegungsabläufe. Einerseits müssen zu Beginn des Ausschalthubes die beweglichen Teile, namentlich der bewegliche Kontaktsatz, aus dem Stillstand heraus sehr rasch beschleunigt werden, dann soll der

Ausschalthub schnell durchlaufen werden (um eine rasche Löschung des Schaltlichtbogens zu erzielen), und schliesslich sollen am Ende des Ausschalthubes möglichst geringe, noch in Ausschaltrichtung wirksame Kräfte aufgefangen werden.

Um dies zu erreichen, schlägt die DE-PS 1 806 951 vor, als Ausschaltfeder eine Serieschaltung von zwei Federn zu verwenden, von denen die erste eine steilere Federcharakteristik, dafür einen geringeren, allenfalls durch einen Anschlag begrenzten Weg aufweist, während die zweite Feder eine flachere Charakteristik bei längerem Federweg besitzt. Dies ergibt beim Ausschalthub ein Kraft-Weg-Diagramm, das zunächst steil abfällt, solange die erste Feder wirksam ist, und dann, nach einem Knick, wesentlicht flacher verläuft, da nur noch die zweite Feder wirksam ist. Dieses Kraft-Weg-Diagramm mag für den Ausschalthub zweckdienlich sein, doch ist es für den Einschalthub spiegelbildlich. Während zu Beginn des Einschalthubes zunächst nur die zweite, weichere Feder wieder zu spannen ist, ist plötzlich auch die erste, härtere Feder wieder zu spannen, d.h. im Zuge des Einschalthubes erfährt der Einschaltantrieb einen Schlag, der zu unerwünschten Schwingungen im Antriebssystem führen kann.

In der CH-PS 391 058 ist eine Antriebsvorrichtung beschrieben, bei der eine einzige Ausschaltfeder über eine Kurbel unmittelbar auf die Schaltstange wirkt. Parallel zur Ausschaltfeder ist eine zweistufige, hydraulische Einrichtung angeordnet, die beim Ausschalthub als Dämpfungseinrichtung geschaltet ist, zum Einschalten jedoch als hydraulischer Einschaltantrieb.

Hier wird zu Beginn des Ausschalthubes die durch die Kraft der Ausschaltfeder bewirkte Bewegung vergleichsweise geringfügig gebremst, sodann aber stärker. Zu Beginn des Einschalthubes hat aber bei dieser bekannten Antriebsanordnung der Einschaltantrieb (hier Druckflüssigkeit aus einem Druckspeicher oder einer Pumpe) zunächst ein Maximum an Kraft aufzubringen, die dann gegen Ende des Einschalthubes wieder abnimmt. Abgesehen von diesem Nachteil ist diese Bauweise mit einem erheblichen technischen Aufwand verbunden.

Es ist daher ein Zweck der Erfindung, eine Antriebsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der die vorstehend erwähnten Nachteile weitgehend vermieden werden.

Dieser Zweck wird dadurch erreicht, dass die vorgeschlagene Antriebsanordnung gemäss der Erfindung die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 definierten Merkmale aufweist.

Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch das Getriebegehäuse eines Schalters mit einer ersten Ausführungsform der Antriebsanordnung,

Fig. 2-5 vereinfachte Teilschnitte durch die Kraftübertragungseinrichtung der Antriebsanordnung des Schalters gemäss Fig. 1, wobei Fig. 2 die Stellung der Kraftübertragungseinrichtung in Einschaltstellung zeigt, und die Fig. 3-5 in verschiedenen Phasen eines Ausschalthubes,

Fig. 6 einen vollständigen Schnitt durch die Kraftübertragungseinrichtung im Schalter gemäss Fig. 1 in Ausschaltstellung, Fig. 7 ein Kraft-Weg-Diagramm für die Antriebsanordnung des Schalters gemäss Fig. 1, wobei von der Mitte aus nach rechts das Diagramm für den Ausschalthub und von links nach rechts auf die Mitte hin für den Einschalthub gilt,

Fig. 8 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 1 einen Schnitt durch das Getriebegehäuse eines Schalters mit einer zweiten Ausführungsforin der Kraftübertragungseinrichtung,

Fig. 9-11 Teilschnitte durch die Kraftübertragungseinrichtung des Schalters gemäss Fig. 8, und

Fig. 12 in ähnlicher Darstellungsweise wie Fig. 7 ein Kraft-Weg-Diagramm für die Kraftübertragungseinrichtung des Schalters gemäss Fig. 8.

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Bei dem in Fig. 1 dargestellten Hochspannungsschalter 10 erkennt man ein Getriebegehäuse 11, auf dem ein rohrförmiger Stützisolator 12 abgestützt ist, der seinerseits einen weiteren, die Schaltkammer mit den Kontaktstücken (beide nicht dargestellt) des Schalters enthaltenden Isolator 13 trägt. Der Stütztisolator 12 ist von einer einen elektrisch isolierenden Abschnitt 14 aufweisenden, längs hin und her verschiebbaren Schaltstange 15 durchsetzt, die von einer noch zu beschreibenden Kraftübertragungseinrichtung 16 ausgeht. Zur Kraftübertragungseinrichtung 16 führt eine Zug- und Schubstange 17, die verschiebbar eine im Getriebegehäuse 11 vorhandene Trennwand 18 durchsetzt und an ihrem unteren Ende einen Teller 19 trägt. Zwischen dem Teller 19 und der Trennwand 18 ist eine Ausschaltfeder 20, hier in Form zweier koaxial ineinander angeordneter Druckfedern, eingespannt. Das Getriebegehäuse 11 ist auch durch eine von einem Einschaltantrieb (nicht gezeigt) ausgehenden Einschaltwelle 21 durchsetzt, auf der eine Kurbel 22 drehfest montiert ist. Das freie Ende der Kurbel 22 ist gelenkig mit dem einen Ende einer Koppel 23 verbunden, deren anderes Ende an der Zugstange 17 angelenkt ist. Auf der Nabe der Kurbel 22 ist ein Klinkenzahn 24 vorhanden, der in der Fig. 1 dargestellten Einschaltstellung mit einer Klinke 25 zusammenwirkt, die ihrerseits elektromagnetisch auslösbar ist. Falls der Schalter 10 auszuschalten ist, wird die Klinke 25 angehoben, die Ausschaltfeder 20 kann sich dadurch entspannen, und die Einschaltwelle 21 wird im Uhrzeigersinn verdreht.

Anhand der Fig. 6 soll nun die Kraftübertragungseinrichtung 16 beschrieben werden.

Diese weist ein äusseres, am oberen Ende des Getriebegehäuses 11 (Fig. 1) befestigtes und in dieses herabhängendes Gehäuse 26 auf, dessen unteres Ende mit einem von der Zug- und Schubstange 17 durchsetzten Abschlussflansch 27 verschlossen ist. Obernends führt ein Anschlussstutzen 28 von dem bis zur gestrichelten Linie 29 mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllten Gehäuse 26 zu einem nicht dargestellten, und in Fig. 1 auf der dem Betrachter abgekehrten Seite des Getriebegehäuses 11 angeordneten Schauglas und/oder Vorratsbehälter. Zwischen dem oberen Ende des Gehäuses 26 und dem Abschlussflansch 27 ist ein Stufenzylinder 30 eingespannt, wobei zwischen der Innenwand des Gehäuses 26 und der Aussenseite des Stufenzylinders 30 ein Mantelraum 31 freibleibt.

Der obere Teil des Stufenzylinders 30 ist durch zwei ineinandergeschobene Zylinderbüchsen 32, 33 gebildet, wobei die innere Zylinderbüchse 32 kürzer als die äussere Zylinderbüchse 33 ist, die ihrersetis unmittelbar nach dem unteren Ende der inneren Zylinderbüchse 32 auf eine Bohrung grösseren Durchmessers ausgedreht ist. Das untere Ende der inneren Zylinderbüchse 32 zusammen mit der Ausdrehung in der äusseren Zylinderbüchse 33 bildet eine Stufung 34 im Stufenzylinder 30. In die äussere Zylinderbüchse 33 ist von unten her eine dritte Zylinderbüchse 35 eingeschoben, deren oberes Ende an der Stufung 34 anschlägt und mit grossen radialen Durchlässen 36 versehen ist, deren axiales Mass geringer ist als die Länge des abgesetzten Teiles der äusseren Zylinderbüchse 33. Das untere Ende der dritten Zylinderbüchse 35 ist im Abschlussflansch 27 verankert und ist in diesem Bereich mit einem Satz radialer Durchlässe 37 mit grösserem Durchlassvermögen und daran anschliessend mit einem Satz radialer Durchlässe 38 mit einem geringeren Durchlassvermögen versehen.

Im unteren Ende der dritten Zylinderbüchse 35 und am Anschlussflansch 27 anliegend ist ein Bremsring 39 eingezogen, der mit Durchlässen (ohne Bezugsziffer) versehen ist, die mit den Durchlässen 38 der untersten Umfangsreihen fluchten. Soweit die ortsfest angeordneten Bestandteile der Kraftübertragungseinrichtung 16.

Am unteren Ende der Schaltstange 15 ist mittels eines Bolzens 40 ein hohler Stufenkolben 41 verankert. Dieser besteht im wesentlichen aus einem oberen Stirnflansch 43 mit einer durchgehenden Öffnung 44, der vom oberen Ende einer formschlüssig daran befestigten Zylinderbüchse umgeben ist. Der Aussendurchmesser dieser Zylinderbüchse 45 entspricht dem Innendurchmesser der inneren Zylinderbüchse 32.

Unternends ist die Zylinderbüchse 45 durch einen ebenfalls formschlüssig daran befestigten Ringflansch 46 angeschlossen, dessen Aussendurchmesser dem Innendurchmesser der dritten Zylinderbüchse 35 entspricht. Auf dem Ringflansch 46 ist noch ein rohrförmiges Distanzstück 47 abgestützt. Die Zylinderbüchse 45 weist, etwa auf der Höhe des oberen Endes des Distanzstückes 47 radial durchgehende Durchlässe 48 mit vergleichsweise grossem Durchlassvermögen auf. Soweit die mit der Schaltstange 15 mitbeweglichen Bestandteile.

An der Zug- und Schubstange 17 sind mittels eines Bolzens 49 fest verankert: ein Bremskolben 50, dessen Aussendurchmesser dem Innendurchmesser des Bremsringes 39 entspricht, und, über ein Distanzstück 51, auf dem sowohl der Ringflansch 46 als auch das Distanzstück 47 verschiebbar sind, ein weiterer Kolben 52, dessen Aussendurchmesser dem Innendurchmesser der Zylinderbüchse 45 entspricht. Der Kolben 52 ist mit Rückschlagventilen 53 versehen, die die dem oberen Stirnflansch 43 zugekehrte Seite des Kolbens 52 mit dessen anderen Seite verbinden, und die beim Anliegen des Kolbens 52 an den Stirnflansch 43 durch diesen in Offenstellung gebracht werden. Schliesslich ist zwischen dem Kolben 52 und dem Ringflansch 46 eine Druckfeder 54 mit relativ weicher Charakteristik abgestützt.

Der Mantelraum 31 ist über einen Durchlass 55 mit dem auf der der Schaltstange 15 zugekehrten Raum 56 im Stufenzylinder 30 verbunden.

Nachstehend ist nun die Wirkungsweise der Kraftübertragungseinrichtung 16 anhand der Fig. 2-6 beschrieben, wobei daran erinnert wird, dass die Ausschaltfeder 20 bei dieser Ausführungsform über den Teller 19 direkt auf die Zug- und Schubstange 17 wirkt. Die Fig. 2 zeigt die Kraftübertragungseinrichtung 16 in Einschaltstellung des Schalters 10. Wird nun die Sperrklinke 25 (Fig. 1) gelüftet, wirkt sofort die Ausschaltfeder 20 in Richtung des Pfeiles 57 auf die Zug- und Schubstange 17 und damit auch auf den Kolben 52 und auf den Bremskolben 50. Der oder die Durchlässe 48 in der Zylinderbüchse 45 sind noch durch die innere Zylinderbüchse 32 abgedeckt, d.h. verschlossen. Die Hydraulikflüssigkeit im Raum 58 zwischen dem Kolben 52 und dem Ringflansch 46 hat zunächst keine Möglichkeit, aus diesem Raum 58 verdrängt zu werden. Dagegen fliesst die Hydraulikflüssigkeit aus dem Raum zwischen dem Bremskolben 50 und dem Abschlussflansch 27 im wesentlichen durch die Öffnungen 37 ab und durch den Mantelraum 31 nach oben sowie durch den Durchlass 55 in den zunächst noch sehr kleinen Zylinderraum 56 (Fig. 6). Die durch die Ausschaltfeder 20 freigesetzte Kraft entwickelt im Raum 58 einen nach Massgabe der dem Ringflansch 46 zugekehrten Fläche des Kolbens 52 entsprechenden Druck, und da die genannte Fläche des Ringflansches 46 (einschliesslich der Stirnfläche des darauf abgestützten Distanzstückes 47) gleich gross ist, wirkt auf den Stufenkolben 41 und mithin auf die Schaltstange 15 dieselbe Kraft, die von der Abschaltfeder 20 auf die Zug- und Schubstange 17 ausgeübt wird. Die Schaltstange 15 bewegt sich also gleichsinnig und gleich schnell wie die Zugstange 17, wobei die auf letztere wirkende Kraft nach Massgabe des bereits zurückgelegten Hubes und der Federkennlinie der Ausschaltfeder 20 linear abnimmt.

Dieser Bewegungszustand hält an, bis die Stellung gemäss Fig. 3 erreicht ist. In dieser Stellung steht der Durchlass 48 im Begriffe, von der inneren Zylinderbüchse 32 freigegeben zu werden, und der Ringflansch 46 tritt in die dritte Zylinderbüchse 35 ein. Dadurch kommuniziert der Raum 58 mit dem Raum 59, der ebenfalls mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist und axial einerseits durch die Stufung 34 andererseits durch den oberen

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Rand der dritten Zylinderbüchse 35 und den radial abstehenden Umfang des Ringflansches 46 begrenzt ist, seitlich dagegen durch die Aussenseite der Zylinderbüchse 45 und durch die freie Innenseite der Zylinderbüchse 33. Dieser Raum 59 ist dadurch in sich geschlossen. Da die Hydraulikflüssigkeit praktisch inkompressibel ist, baut sich nun im Raum 59 sofort der gleiche Druck auf, der zuvor im Raum 58 geherrscht hatte und noch immer herrscht. Dieser Druck wirkt nun aber auf eine grössere Fläche, denn er wirkt nun zusätzlich auf den radial über die Büchse 45 abstehenden Rand des Ringflansches 46. Dies hat zur Folge, dass auf die Schaltstange 15 plötzlich eine grössere Kraft einwirkt. Dass diese Kraft nicht unmittelbar in Bewegung umgesetzt wird, hat zunächst seinen Grund darin, dass der fest mit der Schaltstange 15 verbundene Ringflansch 46 noch satt auf dem fest mit der Zug- und Schubstange 17 verbundenen Bremskolben 50 aufliegt. Ausserdem ist die Menge der in den Räumen 58 und 59 gefangenen Hydraulikflüssigkeit konstant. Bei der weiteren Bewegung nach unten des Ringflansches 46 ver-grössert sich aber das Volumen des Raumes 59, was nur auf Kosten, d.h. unter Verringerung des Volumens des Raumes 58 erfolgen kann.

Aus diesem Grunde bleibt, wie die Fig. 4 zeigt, der Ringflansch 46 nicht in Kontakt mit dem Bremskolben 50, da die Höhe des Raumes 58 zwangsläufig abnimmt. Die Druckfeder 54 wird zusammengedrückt. Auf der dem Raum 58 abgekehrten Seite des Kolbens 52 fliesst Hydraulikflüssigkeit durch den Durchlass 44 (Fig. 6) im Stirnflansch 43 nach.

Kurz nach der in Fig. 4 gezeigten Lage tritt der Bremskolben 50 in den Bremsring 39 ein. Die zwischen dem Abschlussflansch 27 und dem Bremskolben 50 eingeschlossene Flüssigkeit kann nur noch durch die Durchlässe im Bremsring 39 und die Durchlässe 38 in den Mantelraum 31 entweichen. Dadurch wird die Bewegung der Zug- und Schubstange 17 abgebremst und kommt zum Stillstand, sobald der Bremskolben 50 die in Fig. 5 gezeigte Stellung erreicht hat.

Damit endet aber auch der Efnfluss der Ausschaltfeder 20 auf den in den Räumen 58 und 59 herrschenden Druck und damit auf die auf die Schaltstange 15 wirkende Kraft. Dagegen ist die Druckfeder 54 nun vollständig zusammengedrückt und ist bestrebt, den Ringflansch 46 nach unten vom Kolben 52 weg zu verschieben. Da die Räume 58 und 59 zusammen noch immer in sich geschlossen sind, muss nun Hydraulikflüssigkeit in den Raum 58 nachfliessen können. Die Rückschlagsventile 53 öffnen sich, um dieses Nachfliessen zu ermöglichen. Nun wirkt auf den Ringflansch 46 und damit auf die Schaltstange 15 nur noch die Feder 54 und zwar zunächst nach Massgabe der durch die Rückschlagventile 53 in den Raum 58 nachfliessenden Flüssigkeit. Sobald der Ringflansch 46 die obersten der Durchlässe 37 überfahren hat, kann Hydraulikflüssigkeit auch durch diesen Durchlass in den Raum 59 und damit auch in den Raum 58 nachfliessen, während die zwischen dem Ringflansch 46 und dem Bremskolben 50 vorhandene Hydraulikflüssigkeit durch die übrigen Durchlässe 37 in den Mantelraum 31 abfHessen kann.

Am Ende wird die Abwärtsbewegung des Ringflansches 46, d.h. wenn dieser die untersten Durchlässe 34 überfahren hat, ähnlich wie die Abwärtsbewegung des an der Zug- und Schubstange 17 verankerten Bremskolbens 50 abgebremst, bis die in Fig. 6 dargestellte Stellung, nämlich die Ausschaltstellung, erreicht ist.

Es ist zu beachten, dass in der Ausschaltstellung (Fig. 6) die an der Zug- und Schubstange 17 befestigen Bestandteile exakt dieselbe Bezugslage zu den an der Schaltstange 15 befestigten Bestandteilen aufweisen, wie in der in Fig. 2 dargestellten Einschaltstellung.

Da der Einschaltantrieb hier ebenfalls auf die Zug- und Schubstange 17 wirkt (vergi. Fig. 1) und in Ausschaltstellung der Ringflansch 46 auf dem Bremskolben 50 aufliegt, bleibt beim Einschalthub die genannte Bezugslage erhalten, bis wieder die Stellung der Fig. 2 erreicht ist.

Aus dem Gesagten ergibt sich für die in Fig. 2-6 dargestellte Kraftübertragungseinrichtung für die Schaltstange 15 etwa das in Fig. 7 dargestellte Kraft-Weg-Diagramm. Dass der Weg eines Einschalthubes demjenigen einen Ausschalthubes entspricht, versteht sich und ist in Fig. 7 mit den Strecken s angedeutet. Es sei zunächst die den Kraftverlauf während eines Ausschalthubes darstellende Kurve verfolgt, die von der Ordinatenachse F nach rechts verläuft. Ausgehend von der in Fig. 2 dargestellten Stellung bis zu der in Fig. 3 dargestellten Stellung entspricht die auf die Schaltstange 15 übertragene Kraft jener, die von der Ausschaltfeder 20 auf die Zug- und Schubstange 17 ausgeübt wird. Das Kraftübertragungsverhältnis kann hier mit 1 : 1 bezeichnet werden. Kurz nach der in Fig. 3 dargestellten Stellung erfährt die auf die Schaltstange 15 wirkende Kraft eine sprungartige Zunahme (Punkt PI). Von hier aus nimmt die Kraft nach einer steileren Kennlinie ab. Der Punkt P2 bezeichnet die auf die Schaltstange 15 etwa der Stellung gemäss Fig. 4 wirkende Kraft. Unmittelbar nachdem die Kraftübertragungseinrichtung die Stellung der Fig. 5 passiert hat, d.h. am Ende des Hubes der Ausschaltfeder 20 (Punkt P3), wirkt nur noch die Feder 54 auf die Schaltstange 15 also eine vergleichsweise geringe Kraft. Am Ende der Kennlinie, d.h. in der Stellung gemäss Fig. 6, verbleibt noch ein geringer Rest von Kraft, die auf die Schaltstange 15 in Ausschaltrichtung wirkt, was ein Hinweis dafür ist,

dass auch in Ausschaltstellung (sowie in Einschaltstellung) die Feder 54 nicht vollständig entspannt ist.

Es wurde bereits erwähnt, dass in Ausschaltstellung (Fig. 6) die fest an der Zug- und Schubstange 17 verankerten Bestandteile dieselbe Relativlage zu den an der Schaltstange 15 verankerten Bestandteilen haben wie in Einschaltstellung. Daher wird beim Einschalthub (Kurve links der Ordinatenachse S) von Anfang an die Ausschaltfeder 20 gespannt, d.h. bereits am Anfang des Einschalthubes ist eine vergleichsweise grössere Kraft aufzuwenden, die bis zum Ende des Einschalthubes nur noch linear zunimmt.

Die Ausführungsform der Fig. 8-11 ist etwas einfacher im Aufbau. Ein wesentlicher Unterschied zu der Ausführungsform der Fig. 1-7 besteht darin, dass der Einschaltantrieb mit der Welle 21, der Kurbel 22 und der Koppel 23 direkt auf ein das untere Ende der Schaltstange 15 bildendes Rohr 60 einwirkt. Dieses Rohr 60 weist axial verlaufende Schlitze 61 (Fig. 9-10) auf, und durchsetzt im Bereich dieser Schlitze die Trennwand 18, an der das obere Ende der Ausschaltfeder 20 abgestützt ist. Andernends ist die Ausschaltfeder 20 auf dem Teller 19 abgestützt. Der Teller 19 ist hier nicht an einer Zug- und Schubstange verankert, sondern trägt über eine rohrförmige Stütze 62 einen an deren oberem Ende angeordneten Ringkolben 63, der sowohl radial nach innen als auch nach aussen über die Stütze 62 absteht. In unmittelbarer Nähe des Tellers 19 und des Ringkolbens 63 sind in der Stütze 62 durchgehende Durchlässe 64 bzw. 65 vorhanden.

Am Teller 19 ist ausserdem ein die Stütze 62 umgebendes Rohrstück 66 befestigt, an dessen oberem Ende ein radial nach innen sich erstreckender Ringflansch 67 befestigt ist, der dichtend an die Aussenseite des Rohres 60 anliegt.

An der dem Teller 19 zugekehrten Seite trägt die Trennwand 18 ein herabhängendes Rohrstück 68, an dessen unterem Ende ein radial nach aussen abstehender Ringflansch 69 ausgebildet ist, der seinerseits dichtend an der Innenwand der Stütze 62 zwischen Teller 19 und Ringflansch 63 anliegt. Ferner ist am Rohrstück 68 ein nach aussen abstehender Anschlagbund 70 ausgebildet. Zwischen dem Ringflansch 69 und dem Anschlagbund 70 sind im Rohrstück 68 eine Anzahl Durchlässe 71 vorhanden. Im Bereich zwischen Anschlagbund 70 Ringflansch 69 ist das Rohrstück 68 von einer auf diesem verschiebbaren Hülse 72 umgeben, die mit ebensovielen und in gleicher Anordnung

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angeordneten Durchlässe 73 wie die Durchlässe 71 versehen ist. Jeder der Durchlässe 73 fluchtet mit einem Durchlass 71, wenn die Hülse 72 ihre obere Grenzlage erreicht hat, d.h. wenn sie am Anschlagbund 70 ansteht. Dagegen verschliesst die Hülse 72 die Durchlässe 71, wenn sie am Ringflansch 69 ansteht.

Oberhalb des Anschlagbundes 70 ist das Rohrstück 68 mit einem weiteren Durchlass 74 versehen.

An dem unter der Trennwand 18 liegenden Teil des Rohres 60 ist eine das Rohrstück 66 mit Spiel umgebende, nach unten offene Glocke 75 befestigt, deren unterer Rand mit einem nach aussen abstehenden Ringflansch 76 versehen ist. Zwischen diesem Ringflansch 76 und der Trennwand 18 ist eine Druckfeder 77 eingespannt, deren Federkonstante erheblich kleiner ist als jene der Ausschaltfeder 20.

An seinem unteren Ende trägt das Rohr 60 einen nach innen ragenden und dichtend an der Aussenseite der Stütze 62 anliegenden Ringflansch 78, in welchem mindestens ein zum Ringkolben 36 hin öffnendes Rückschlagventil 79 eingebaut ist. An der Innenseite des Rohres 60 sind ausserdem zwei Anschläge 80, 81 ausgebildet, und das Rohr 60 weist oberhalb des Anschlages 81 einen oder mehrere Durchlässe 82 auf.

Das Rohrstück 66 bildet zusammen mit dem Teller 19 gewis-sermassen einen Becher, der bis zu der mit der Linie 83 angedeuteten Höhe mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist.

In Fig. 9 ist — wie erwähnt — die Einschaltstellung dargestellt. Wird nun die Klinke 25 (Fig. 8) gelüftet, so wirkt auf das Rohr 60 über den Ringflansch 76 und die Glocke 75 die Kraft der Feder 77 und über den Teller 19, die Stütze 62, den Ringkolben 63 und den Anschlag 81 auch die Kraft der Ausschaltfe-der 20, die zur Feder 77 parallel geschaltet ist. Das Rohr 60 bewegt sind gleichsinnig und mit gleicher Geschwindigkeit wie der Teller 19 nach unten. In den dabei sich vergrössernden Raum zwischen dem mittleren Teil des Tellers 19 und dem Ringflansch 61 kann ohne weiteres Hydraulikflüssigkeit aus dem Innenraum des Rohrstückes 68 nachfliessen, in welchen Innenraum Hydraulikflüssigkeit durch den Durchlass 74 und durch die (noch nicht durch die Hülse 72 verschlossenen) Durchlässe 71 nachfliesst. Dass der Spiegel 83 der Hydraulikflüssigkeit in bezug auf das Rohrstück 68 absinkt, versteht sich.

Die durch die beiden Federn 20 und 77 bewirkte Abwärtsbewegung dauert bis kurz vor der in Fig. 10 dargestellten Stellung an. Dann nämlich trifft der Ringkolben 63 auf das unter Ende der Hülse 72 auf, verschiebt diese bis zum Anschlag auf dem Ringflansch 69. Nun sind die Durchlässe 71 verschlossen und der Teller 19 kann sich nicht mehr weiter nach unten bewegen. Es wirkt nun nur noch die Feder 77, die das Bestreben hat,

über die Glocke 75 das Rohr 60 weiter nach unten zu bewegen. Die auf das Rohr 60 wirkende Kraft also eine plötzliche Verminderung. Die weitere Abwärtsbewegung wird dadurch ermöglicht, dass das Rückschlagventil 79 öffnet und der Hydraulikflüssigkeit ermöglicht, aus dem sich verkleinernden Raum zwischen dem Ringflansch 78 und dem Teller 19 und zwischen

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der Stütze 62 und dem Rohrstück 66 in den sich vergrösseren-den Raum zwischen Ringkolben 63 und dem Ringflansch 78 verdrängt zu werden. Diese Abwärtsbewegung des Rohres und damit der Schaltstange 15 unter der Wirkung nur der Feder 77 hält an, bis der Anschlag 81 auf den Ringkolben 63 (der nun festgehalten ist) auftrifft. Beim Ausschalthub hat man somit bei dieser Ausführung eine sprungartige Verminderung der auf die Schaltstange 15 wirkenden Kraft nach etwas mehr als der Hälfte des Weges des Ausschalthubes.

Beim Einschalthub ist — aufgrund von der in Fig. 11 dargestellten Stellung — zu bedenken, dass die Antriebskraft auf das Rohr 60 nach oben wirkt. Das Rückschlagventil 79 ist geschlossen. Damit ist der Raum zwischen dem Ringkolben 63 und dem Ringflansch 78 mit Ausnahme des Durchlasses 65 auch verschlossen. Beim Einschalthub nimmt somit das nach oben sich bewegende Rohr 60 von Anfang an nicht nur die Glocke 75 mit nach oben, sondern auch den Ringkolben 63 und damit den Teller 19. Allerdings kommuniziert der Raum zwischen dem Ringkolben 63 und dem Ringflansch 78 über den Durchlass 65 mit dem nun entstehenden Raum zwischen dem Ringkolben 63 und dem Ringflansch 69. Die Durchlässe 71 bleiben vorerst verschlossen. Es entsteht somit eine Relativbewegung zwischen dem Rohrstück 60 und dem Teller 19, da der Ringkolben 63 nicht so schnell angehoben wird wie der Ringflansch 78, als Folge des Anteils der Hydraulikflüssigkeit, die aus dem Raum zwischen Ringkolben 63 und Ringflansch 78 durch den Durchlass 65 in den Raum zwischen Ringkolben 63 und Ringflansch 69 hinüberwechselt. Dadurch entsteht zwischen Rohr 60 und Teller 19 eine Weguntersetzung und damit auch eine geringere Steilheit der vom Einschaltantrieb aufgewendeten Kraft, wie noch anhand der Fig. 12 zu erläutern sein wird. Sobald der Ringkolben 63 auf das obere Ende der Hülse 72 auftrifft, d.h. gegen Ende des Einschalthubes verschiebt er diese nach oben und öffnet damit die Durchlässe 71. Dadurch nimmt der Druck in den Räumen zwischen dem Ringkolben 63 einerseits und den Ringflanschen 78 und 69 andererseits schlagartig ab. Die Feder 20 ist damit gespannt und nur die Feder 77 muss noch etwas weiter gespannt werden bis der Ringkolben 63 auf dem Anschlag 80 abgestützt ist. Damit ist die Stellung der Fig. 9 wieder erreicht.

Der Kraftverlauf eines Aus- und eines Einschalthubes ist in Fig. 12 dargestellt, wobei rechts der Ordinatenachse F die auf das Rohr 60 und mithin auf die Schaltstange 15 einwirkende, von der Ausschaltfeder 20 und der Druckfeder 77 erzeugte Kraft in Abhängigkeit des zurückgelegten Ausschalthubes gezeigt ist. Der steile Abfall dieser Kraft beim Punkt PI tritt bei der Stellung gemäss Fig. 10 ein. In Fig. 12 ist links der Ordinatenachse F der Verlauf der von dem Einschaltantrieb aufzubringenden Kraft während eines Einschalthubes dargestellt. Deutlich sichtbar ist die geringere Steilheit des Kraftverlaufes beim Spannen der Ausschaltfeder 20 und der noch flachere Anstieg dieser Kraft, sobald die Ausschaltfeder gespannt ist.

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3 Blätter Zeichnungen

Claims (9)

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1. Antriebsanordnung für einen Hochspannungsschalter, mit wenigstens einer in Einschaltstellung gespannten und an eine zum beweglichen Kontaktsatz des Schalters führende Schaltstange gekoppelten Ausschaltfeder, wobei Mittel vorgesehen sind, um die von der Ausschaltfeder erzeugte und auf die Schaltstange wirksame Kraft während eines Ausschalthubes hubabhängig unstetig zu verändern, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel durch eine zwischen der Ausschaltfeder und der Schaltstange angeordnete Kraftübertragungseinrichtung gebildet sind, deren Übertragungscharakteristik nach Massgabe der Art des Schalthubes unterschiedlich ist und die dazu eingerichtet ist, im Zuge eines Ausschalthubes die auf die Schaltstange einwirkende Kraft sprungartig zu vermindern.

2. Antriebsanordnung gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragungseinrichtung dazu eingerichtet ist, bei einem Ausschalthub zunächst eine mittlere, sodann eine grössere und danach eine geringere Kraft an die Schaltstange zu übertragen.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Antriebsanordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragungseinrichtung eine hydraulische, im Zuge eines Schalthubes wirksame Schleppverbindung aufweist.

4. Antriebsanordnung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleppverbindung einen in einem gestuften Zylinder (32, 33, 34) verschiebbaren, an der Schaltstange (15) verankerten Stufenkolben (43, 45, 46) aufweist, in welchem ein Zylinder ausgebildet ist, in dem ein Kolben (52) verschiebbar ist, der seinerseits an einer Zug- und Schubstange (17) befestigt ist, auf die die Ausschaltfeder (20) unmittelbar wirkt.

5. Antriebsanordnung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Zylinder wenigstens ein radialer Durch-lass (48) vorhanden ist, der im Zuge eines Ausschalthubes durch die Stufe (34) im gestuften Zylinder freigebbar ist.

6. Antriebsanordnung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem an der Zug- und Schubstange (17) befestigten Kolben (52) und dem Kolben (46) grösseren Durchmessers des Stufenkolbens (43, 45, 46) eine Druckfeder (54) eingespannt ist.

7. Antriebsanordnung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der Zug- und Schubstange (17) ein Bremskolben (50) befestigt ist, der mit einem am Ende des gestuften Zylinders (32, 33, 35) eingelassenen Bremsring (39) zusammenwirkt.

8. Antriebsanordnung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der gestufte Zylinder (32, 33, 35) von einem Gehäuse (26, 27) unter Freilassung eines Mantelraumes (31) umschlossen ist.

9. Antriebsanordnung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleppverbindung einen Hydraulikflüssigkeit enthaltenden und mit der Schaltstange fest verbundenen Zylinder aufweist, in dem ein mit dem beweglichen Ende der Ausschaltfeder mitbeweglicher Kolben verschiebbar ist, wobei vom Kolben gesteuerte Mittel vorgesehen sind, um zu Beginn eines Einschalthubes oder eines Ausschalthubes den Zufluss bzw. das Abfliessen von Hydraulikflüssigkeit auf der einen Seite des Kolbens zu verhindern.