CN102089840A - 液压弹簧储能驱动器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于高压断路器的液压弹簧储能驱动器，该弹簧储能驱动器包括：工作缸(40)，该工作缸(40)布置在工作缸壳体(12)中；至少一个储能弹簧(10)；以及至少一个压力活塞(34)，该压力活塞(34)以可滑动地移位的方式布置在储能缸(32)中。在此，储能弹簧(10)通过压力活塞(34)将位于储能缸(32)中的流体置于压力下。储能弹簧(10)在预紧的状态中由支撑管单元以形状配合的方式保持。

Description

液压弹簧储能驱动器
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于高压断路器(Hochspannungsleistungsschalter)的液压弹簧储能驱动器(Federspeicherantrieb)。
背景技术
从专利申请文件EP 0829892中已知这种类型的弹簧储能驱动器。在此，储能弹簧(Speicherfeder)通过压力体和可在储能缸(Speicherzylinder)中滑动地移位的压力活塞将位于储能缸中的流体置于压力下。借助于该流体使传动杆运动，该传动杆固定在可在工作缸中滑动地移位的传动活塞处。如果带有工作杆的工作活塞运动到第一终点位置，则其闭合断路器。如果带有工作杆的工作活塞运动到第二终点位置，则其断开断路器。
如果处于高压下的流体被引导到工作缸中背离工作杆的区域中，则工作活塞运动到第一终点位置中。如果处于低压下的流体被引导到工作缸中的该区域中，则工作活塞运动到第二终点位置中。
在装配弹簧储能驱动器时以及在维护工作期间，液压系统是无压力的。在这种状态中储能弹簧仅仅被预紧并且轴向地以最大程度伸展(ausdehnen)。在此，储能弹簧使压力体压靠工作缸壳体处的止挡部，由此，压力体卡紧在止挡部和储能弹簧之间。
在弹簧储能驱动器的工作期间，液压系统处于压力下。在这种状态中，储能弹簧进一步夹紧(spannen)(以下称为加载)，并且储能弹簧的轴向的伸展减小。在此，储能弹簧使压力体压靠压力活塞，由此压力活塞将流体置于压力下。
在相对的侧边处，储能弹簧支撑在支撑环处，该支撑环固定在工作缸的壳体处。
在无压力的液压系统中，即在预紧的储能弹簧的情况下，储能弹簧支撑在压力体处，该压力体再次压在工作缸壳体的止挡部上。
因此，储能弹簧以形状配合的形式与工作缸壳体相连接。为了将储能弹簧从工作缸壳体中拆下(例如由于在驱动处进行维护工作)，需要弹簧推压器(Federpresse)。在此，借助于弹簧推压器首先将储能弹簧压紧，紧接着除去支撑环，并且随后将储能弹簧从工作缸壳体中取下。
在维护工作结束后以及在驱动器的制造时将储能弹簧装配在工作缸壳体处是同样高成本的。
发明内容
本发明的目的为，改进开头所提及的类型的液压弹簧储能驱动器，从而可以相对小的消耗装配和拆卸储能弹簧。
根据本发明，该目的通过带有在权利要求1中提及的特征的液压弹簧储能驱动器实现。
相应地，除了这种类型的在工作缸壳体中的工作缸、这种类型的储能弹簧以及这种类型的布置在储能缸中的压力活塞，根据本发明的用于高压断路器的液压弹簧储能驱动器还包括支撑管单元，该支撑管单元固定在工作缸壳体处并且该支撑管单元以这种方式设计，即，储能弹簧在预紧的状态中由支撑管单元以形状配合的方式保持。
因此，在预紧的状态中，储能弹簧不将力施加到工作缸壳体上，而是仅仅施加到支撑管单元上。
在此，支撑管单元和储能弹簧为独立的组件的部件，以下还将该组件称为弹簧柱
Figure BPA00001293648700021
由此，由于为此简单地将整个弹簧柱作为一个单元从工作缸壳体中分离，而不应用弹簧推压器是可能的，因此有利地简化了储能弹簧从工作缸壳体中的拆卸。相应地，在装配储能弹簧时，将整个弹簧柱固定在工作缸壳体处。
在此，以这种方式将弹簧柱固定在工作缸壳体处，即，在弹簧储能驱动器的工作期间，当液压系统处于压力下时，储能弹簧压靠压力活塞，或压靠压力体。在此，优选地通过螺栓连接完成弹簧柱在工作缸壳体处的固定。螺栓连接允许，以相对小的消耗装配和拆卸弹簧柱。
此外有利的是，带有预紧的储能弹簧的弹簧柱可制造成独立的、紧凑的、出众的且预先测试的组件。因此，在没有弹簧推压器的情况下制造驱动器同样是可能的并且由此明显地简化了驱动器的制造。例如，这种弹簧柱可从分包商(Unterlieferant)处得到。在分包商处可在一个工序中进行储能弹簧的装配及特征曲线的检验。通常耗时超过32小时且在完成装配的驱动器处执行的储能弹簧的设置同样可已经在分包商处在弹簧柱处执行过。由此进一步减小了用于制造驱动器的周期(Durchlaufzeit)。
当支撑管单元包括支撑管时，弹簧柱的结构表现为相对节省空间的，其中，储能弹簧同轴地围绕支撑管布置。
通过在支撑管的端侧的端部处模制(anformen)或装配径向地向外伸出的肩部，弹簧柱的结构实施成尤其紧凑的，其中，储能弹簧支撑在该肩部处。
通过在支撑管的端侧的端部的附近同轴地围绕支撑管固定有支撑环，简化了弹簧柱的制造，其中，储能弹簧支撑在支撑环处。在此，在制造时首先将储能弹簧推到支撑管上并且借助于弹簧推压器使储能弹簧夹紧，并且紧接着固定支撑环。
当支撑管单元和工作缸壳体的中轴线彼此对准时，弹簧储能驱动器的结构是相对节省空间的。
另一空间节省方式在于，支撑管单元至少部分地同轴地包围工作缸壳体。
根据本发明的另一有利的设计方案，储能缸(压力活塞和流体位于该储能缸中)布置在容器体中，该容器体可与工作缸壳体一起构造成单件。
储能缸和工作缸通过通道系统相连接，从而流体可从储能缸流入工作缸中并且对工作缸加载力。
通过将容器体和工作缸壳体结合成一个构件(以下成为缸体(Zylinderblock))，减小了用于制造弹簧储能驱动器的消耗。省去了容器体在工作缸壳体处的装配。此外，取消了在通道系统中的密封件，在该通道系统中流体从储能缸流入工作缸中。由此，由于部件范围(Teilespektrum)减小，同样减小了用于安置和库存管理的费用。
附图说明
根据其中示出了本发明的实施例的附图进一步解释和描述本发明、本发明的有利的设计方案和改进方案、以及其它优点。
其中：
图1显示了根据本发明的液压弹簧储能驱动器。
具体实施方式
在图1中显示了根据本发明的用于操纵在此未示出的高压断路器的液压弹簧储能驱动器。
该弹簧储能驱动器包括工作缸40，该工作缸40布置在工作缸壳体12内。弹簧储能驱动器还包括容器体30，储能缸32布置在该容器体30中。压力活塞34以可滑动移位的方式布置在储能缸32内。
在工作缸壳体12处固定有支撑管20。在此，该支撑管20近似地具有空心柱体的形状。在支撑管20的端侧的端部处模制或装配有肩部26，该肩部26径向地向外伸出。在支撑管20的相对的端侧的端部的附近安装有支撑环22。
优选地，借助于在此未示出的螺栓连接将支撑管20拧紧在工作缸壳体12处。但是，同样也可设想其它固定方式。
在此实施成盘形弹簧的预紧的储能弹簧10布置成同轴地围绕支撑管20。在此，储能弹簧10利用一个端部支撑在肩部26处，并且利用另一端部支撑在支撑环22处。
例如，储能弹簧10也可实施成螺旋弹簧。在用于高压断路器的通常的弹簧储能驱动器中，以约300kN的力预紧储能弹簧10。在工作中，被加载的储能弹簧10的夹紧力提高到700kN，并且如有可能更高。
支撑管20以及肩部26和支撑环22为支撑管单元的部件，在预紧的状态中该支撑管单元以形状配合的方式保持储能弹簧10。支撑管单元和储能弹簧10形成了弹簧柱。由此，在储能弹簧10的预紧的状态中通过储能弹簧10、支撑环22、支撑管20及肩部26使力流(Kraftfluss)闭合。换句话说，在预紧的储能弹簧10的情况下力流在弹簧柱内闭合。
支撑管单元和弹簧柱都近似地具有空心柱体的形状。在此，在该处显示的示例中支撑管20、支撑管单元以及弹簧柱的中轴线一致。同样可设想相对于支撑管单元偏心地布置工作缸。
支撑管20以这种方式固定在工作缸壳体12处，即，肩部26面向带有储能缸32和压力活塞34的容器体30。在此，肩部26贴靠在工作缸壳体12的止挡部24处。支撑管20的中轴线(其与支撑管单元和弹簧柱的中轴线一致)与工作缸壳体12的中轴线对准。
支撑管20和由此同样支撑管单元以及弹簧柱部分地同轴地包围工作缸壳体12。因此，工作缸壳体12部分地位于支撑管20内。
在储能弹簧10的面对肩部26的端部处设置有支撑弹簧28。支撑弹簧28为储能弹簧10的部件并且实施成刚性的，也就是说，在储能弹簧10的夹紧以及卸载期间，支撑弹簧28不变形或仅仅不明显地变形。
此外，弹簧储能驱动器包括压力体16，该压力体16布置在储能弹簧10和压力活塞34之间。在夹紧的储能弹簧10的情况下，支撑弹簧28压到压力体16上，该压力体16压到压力活塞34上并且由此使位于储能缸32中的流体置于压力下。在预紧的储能弹簧10和无压力的液压系统的情况下，支撑弹簧28压靠支撑管20的肩部26。在这种情况中，压力体16不受力地或近似不受力地支承在支撑弹簧28和压力活塞34之间。
同样可设象的是，以这种方式布置压力体16，即，在预紧的储能弹簧10的情况下该压力体16被夹住在支撑弹簧28和支撑管20的肩部26之间。在这种情况中，压力体16同样为支撑管单元和/或弹簧柱的部件。
在所显示的图示中，工作缸壳体12和容器体30实施成独立的构件，这些构件相互连接。同样可设想的是，工作缸壳体12和容器体30构造成单件，例如铸件。在这种情况中，工作缸壳体12和容器体30形成缸体。作为铸件的实施形式具有的优点在于，在铸造过程时便已可确定缸体的外轮廓，由此减小了在缸体的制造时的切削加工消耗。
有利地，由灰口铸铁制造缸体。在这种情况中，可取消工作面的表面处理(也称作阳性处理(Eloxieren))。此外，由此提高了弹簧储能驱动器的使用寿命。
为了避免可通过储能弹簧10以及在此尤其地支撑弹簧28的径向的运动而出现的横向力，可设置有在此未示出的引导环。该引导环(其同样为弹簧柱和/或支撑管单元的部件)以这种方式同轴地围绕支撑管20布置，即，预紧的储能弹簧10使引导环压靠支撑管20的肩部26。
引导环以在轴向方向上滑动的方式支承在支撑管上，并且在储能弹簧10夹紧时运动远离肩部26。引导环的径向运动是不可能的。
在此，在夹紧的储能弹簧10的情况下，引导环径向地无间隙地布置在压力体16旁边，从而同样避免了压力体的径向的运动。
参考标号列表
10    储能弹簧
12    工作缸壳体
16    压力体
20    支撑管
22    支撑环
24    止挡部
26    肩部
28    支撑弹簧
30    容器体
32    储能缸
34    压力活塞
40    工作缸

Claims (7)

1.一种用于高压断路器的液压弹簧储能驱动器，所述弹簧储能驱动器包括：工作缸(40)，所述工作缸(40)布置在工作缸壳体(12)中；至少一个储能弹簧(10)；至少一个压力活塞(34)，所述压力活塞(34)以可滑动地移位的方式布置在储能缸(32)中，其中，所述储能弹簧(10)通过所述压力活塞(34)将位于所述储能缸(32)中的流体置于压力下，
其特征在于，
所述储能弹簧(10)在预紧的状态中由支撑管单元以形状配合的方式保持。
2.根据权利要求1所述的液压弹簧储能驱动器，其特征在于，所述支撑管单元包括支撑管(20)，其中，所述储能弹簧(10)同轴地围绕所述支撑管(20)布置。
3.根据权利要求2所述的液压弹簧储能驱动器，其特征在于，在所述支撑管(20)的端侧的端部处模制有径向地向外伸出的肩部(26)，其中，所述储能弹簧(10)支撑在所述肩部(26)处。
4.根据权利要求2或3所述的液压弹簧储能驱动器，其特征在于，在所述支撑管(20)的端侧的端部的附近同轴地围绕所述支撑管固定有支撑环(22)，其中，所述储能弹簧(10)支撑在所述支撑环(22)处。
5.根据以上权利要求中任一项所述的液压弹簧储能驱动器，其特征在于，所述支撑管单元和所述工作缸壳体(12)的中轴线彼此对准。
6.根据权利要求5所述的液压弹簧储能驱动器，其特征在于，所述支撑管单元至少部分地同轴地包围所述工作缸壳体(12)。
7.根据以上权利要求中任一项所述的液压弹簧储能驱动器，其特征在于，所述储能缸(32)布置在容器体(30)中，所述容器体(30)与所述工作缸壳体(12)一起构造成单件。
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