CH673511A5

CH673511A5 -

Info

Publication number: CH673511A5
Application number: CH3749/86A
Authority: CH
Inventors: Edelwald Lutz
Original assignee: Bbc Brown Boveri & Cie
Priority date: 1985-12-23
Filing date: 1986-09-18
Publication date: 1990-03-15
Also published as: FR2592211A1; DE3545882A1; DE3545882C2

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Kolben-Zylinderanordnung gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die Schaltstifte von Hochspannungs-Leistungsschaltern, insbesondere von metallgekapselten, SF6-gasisolierten Leistungsschaltern werden häufig hydraulisch mit einer Kolben-Zylinderanordnung angetrieben. Die Ausschalthandlung, die sehr schnell zu erfolgen hat, um möglichst schnell die Schaltstücke auf ausreichenden Abstand zueinanderzubringen, bedingt Ausschaltgeschwindigkeiten bis zu 10 m/sec. Ein Problem hierbei ist, dass die Kolbenstange gegen Ende ihrer Ausschaltbewegung von einer Geschwindigkeit von 10 m/sec auf Stillstand abgebremst werden muss. Zu diesem Zweck benutzt man Ausschaltdämpfungen, die so aufgebaut sind, dass ein am Kolben oder an der Kolbenstange befindlicher Zapfen in eine Sacklochbohrung einfährt. Ein derartiger Zapfen und eine entsprechende Sacklochbohrung ist beispielsweise aus der DE-GM 83 07 240 (dort insbesondere Figur 1) bekanntgeworden. In ähnlicher Weise zeigt auch die Figur 2 der älteren DE-OS 34 08 909 eine solche Ausschaltdämpfung. Dieser dort beschriebene Zapfen, der in seinem Durchmesser gestuft ist, läuft in eine Bohrung ein, die mit einer Hydraulikleitung verbunden ist, über die der Kolben angesteuert werden kann.

Wenn die Kolbenstange mit der oben erwähnten Geschwindigkeit von 10 m/sec in ihre Endstellung einfährt, entsteht ein Dämpfungsdruck, der grösser als 1000 bar sein kann. Dieser

Druck pflanzt sich auf den Kolben-Dichtungsring fort, der z.B. aus metallischem oder organisch stabilisiertem «Teflon» (eingetragene Marke) besteht. Dieser Dichtungsring dringt in den benachbarten Spalt zwischen dem Kolben und der Zylinderboh-5 rung bzw. der Zylinderinnenfläche ein und kann mit der Zeit zerstört werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kolben-Zylinderanord-nung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der dieser Dichtungsring beim Ausschaltvorgang geschont wird, so dass io dessen Lebensdauer verlängert wird.

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

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.

ls Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigt:

2o Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Kolben-Zylinderanordnung für einen elektrischen Hochspannungs-Leistungs-schalter,

Fig. 2 den Kolben der Kolben-Zylinderanordnung in Aus-schaltstellung,

2s Fig. 3 und 4 zwei Ansichten eines erfindungsgemässen Entlastungsringes.

Ein Hochspannungs-Leistungsschalter 10, der nur schematisch dargestellt ist, besitzt ein Festkontaktstück 11 und ein bewegliches Schaltstück 12, welch letzteres von einer Kolben-Zy-30 Iinderanordnung 13 betätigt wird. Die Kolben-Zylinderanord-nung 13 besitzt einen Zylinderkörper 14, in dem eine Zylinderbohrung 15 untergebracht ist, in der ein Kolben 16 geführt ist, der an einer Kolbenstange 17 angeformt ist. Diese Kolbenstange 17 ist mit einem Kolbenstangenfortsatz 18, der aus dem Zylin-35 derkörper herausragt, mit dem beweglichen Schaltstück 12 verbunden. Im Zylinderkörper 14 befindet sich eine Bohrung 19, die an ihrem einen Ende 20 mit einer nicht näher dargestellten hydraulischen Steuereinrichtung verbunden ist; das andere Ende 21 der Bohrung 19 ist über einen Durchbruch 22 mit der 40 Zylinderbohrung verbunden. Dieser Durchbruch 22 besitzt einen gegenüber der Zylinderbohrung geringeren Durchmesser.

An dem der Kolbenstange 17 entgegengesetzt liegenden Ende des Kolbens 16 befindet sich ein Dämpfungszapfen 23, der bei der Ausgestaltung der Figur 1 drei Abschnitte 24 bis 26 45 aufweist, von denen der Abschnitt 24 den grössten Durchmesser aufweist und gerade in den Durchbruch 22 hineinpasst. Die Abschnitte 25 und 26 sind gestuft mit jeweils geringerem Durchmesser ausgebildet. Natürlich können auch eine andere Anzahl von Abschnitten vorgesehen sein.

so Links von der Mittellinie der Zylinderbohrung 15 ist der Kolben bzw. die Kolbenstange 17 in der Einschaltstellung gezeichnet. Wenn der Schalter ausgeschaltet werden soll, dann bewegt sich der Kolben zusammen mit der Kolbenstange 17 in Pfeilrichtung A, mit einer Geschwindigkeit, die etwa bei 10 55 m/sec liegt. Wenn sich der Kolben mit der Kolbenstange seiner Endstellung nähert, dringt der Dämpfungszapfen 23 in den Durchbruch 22 ein, wobei zunächst der Abschnitt 26, dann der Abschnitt 25 und schlussendlich der Abschnitt 24 des Dämpfungszapfens 23 in den Durchbruch 22 hineingelangt; dadurch 60 wird langsam die Geschwindigkeit des Kolbens zu Null reduziert, wobei am Ende der Bewegung der Kolben 16 gegen die Endfläche 27 der Zylinderbohrung 15 zum Anliegen kommt. Am Übergang zwischen dem Kolben 16 zur Kolbenstange 17 sind ebenfalls drei gestufte Abschnitte 28, 29 und 30 vorgese-65 hen, die in einen die Zylinderbohrung 15 abschliessenden Endring 31 einlaufen; dieser Endring 31 ist dann der Einschalt-Dämpfungsring.

Im Prinzip sind die Einschalt-Dämpfungsanordnungen und

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Ausschaltdämpfungsanordnungen an sich bekannt, so dass hier nicht näher eingegangen werden muss.

Es sei nun Bezug genommen auf die Figur 2. Ma,n erkennt innerhalb der Zylinderbohrung 15 des Zylinderkörpers 14 den Kolben 16. An die Zylinderbohrung 15 schliesst sich links über den Zylinderboden bzw. die Endfläche 27 der Durchbruch 22 an, in den der Dämpfungszapfen 23 gerade einläuft. Am anderen Ende des Kolbens befinden sich die Abschnitte 28 bis 30, wobei lediglich der Abschnitt 28 zu sehen ist.

Der Kolben selbst ist in mehrere Bereiche unterteilt. Er besitzt annähernd in seiner Mitte eine Nut 32, in die ein O-Ring 33 und — den O-Ring 33 umgebend — ein Dichtungsring 34 eingelegt sind. Der Dichtungsring 34 besteht normalerweise aus metallisch stabilisiertem «Teflon» (eingetragene Marke). Die Nut 32 ist beidseitig von Leisten 35 und 36 umgeben; rechts zur Leiste 36 schliesst sich ein Bereich 37 mit verringertem Durchmesser an, an den sich am rechten Ende des Bereiches 37 ebenfalls ein Vorsprung 38 anschliesst. An die Leiste 35 grenzt eine weitere Nut 39 an, die links durch eine Endleiste 40 begrenzt ist. In diese weitere Nut 39 ist ein geschlitzter Ring 41 eingesetzt, an dessen Aussenumfang zwei Entlastungsrillen 42 und 43 vorgesehen sind. Wie oben erwähnt, ist der Ring 41 mit einem Schlitz 44 versehen. Das Material, aus dem der Ring 41 gebildet ist, ist vorzugsweise Bronze oder Messing.

Wenn sich der Kolben 16 nach links in Pfeilrichtung A in

Ausschaltrichtung bewegt, dann dringt — wie oben schon angedeutet — der Dämpfungszapfen 23 in den Durchbruch 22 ein. Dadurch entstehen in dem Fluid, das sich zwischen der Endfläche 27 der Zylinderbohrung 15 und der freien Fläche der weite-5 ren Leiste 40 befindet, Drücke von ca. 1000 bar und mehr. Ohne den Entlastungsring 41 würde sich der Druck glatt bis hin zu dem Dichtungsring 34 fortsetzen. Dadurch würde sich der Dichtungsring 34, der aus «Teflon» (eingetragene Marke) — einem Material, das deutlich weicher ist als Metall — besteht, in den io Spalt 40 zwischen der Aussenfläche der Leiste 36 und der Innenfläche der Zylinderbohrung 15 hineindrücken. Mit der Zeit wird dadurch der Ring 34 beschädigt, in dem er dann langsam «abbröckelt».

Es hat sich herausgestellt, dass das Einsetzen des Ringes 41 15 mit dem Schlitz 44 und mit den beiden Entlastungsrillen 42 und 43 eine deutliche Druckminderung im Bereich des Dichtungsringes 34 bewirkt; man kann bei Versuchen erkennen, dass sich der Dichtungsring 34 nicht mehr in dem Masse in den Spalt 45 hineindrückt, wie ohne den Entlastungsring 41; dadurch wird die Lebensdauer der Dichtung 34 stark erhöht.

Der Ring 41 übernimmt dabei einerseits eine Verschleissmin-derung und einen Schutz des Dichtungsringes vor hohem Druckstoss, der eine Zeit von ca. 2 msec andauern kann. Auch werden Fremdkörper oder Abrieb aufgenommen.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Kolben-Zylinderanordnung zum Antrieb eines Hoch-spannungs-Leistungsschalters mit einem in einer Zylinderbohrung (15) geführten Kolben (16), mit je einer Dämpfungsanordnung für die Ein- und für die Ausschaltbewegung, mit der der Kolben (16) aus einer hohen Geschwindigkeit zu Null abgebremst wird, und mit einer Dichtung mit einem Dichtring (34) aus hochfestem Kunststoffmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Dämpfungsanordnimg für die Ausschaltbewegung und der Dichtung ein Entlastungsring (41) untergebracht ist, auf dessen Aussenrand wenigstens eine umlaufende Nut (42, 43) eingebracht ist.

2. Kolben-Zylinderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Entlastungsring (41) zwischen zwei Leisten (35, 40) eingesetzt ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Kolben-Zylinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Entlastungsring (41) einen Schlitz (44) aufweist, wobei der Aussendurchmesser des Entlastungsringes (41) im nichteingebauten, entspannten Zustand grösser ist als der Innendurchmesser der Zylinderbohrung, und wobei die Schlitzbreite im entspannten Zustand grösser ist als im.eingebauten Zustand.

4. Kolben-Zylinderanordnung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei umlaufende Entlastungsrillen (42, 43) vorgesehen sind.

5. Kolben-Zylinderanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungsrillen (42, 43) halbkreisförmig ausgebildet sind.

6. Kolben-Zylinderanordnung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Entlastungsring aus Metall, vorzugsweise aus Bronze oder Messing besteht.

7. Kolben-Zylinderanordnung nach einem der vorigen Ansprüche mit einer einen Durchbruch (22) und einen in den Durchbruch (22) einführbaren Dämpfungszapfen (23) enthaltenden Dämpfungsanordnung für die Ausschaltbewegung, dadurch gekennzeichnet, dass der Entlastungsring (41) zwischen der Dichtimg des Kolbens (16) und der Dämpfungsanordnung für die Ausschaltbewegung angeordnet ist.