DE102011103007A1

DE102011103007A1 - Driving apparatus for operating movable contact piece of electrical high-voltage power switch, has storage spring and mechanical switching-off spring arranged at sides of piston cylinder arrangement

Info

Publication number: DE102011103007A1
Application number: DE102011103007A
Authority: DE
Inventors: Franz-Josef Körber
Original assignee: ABB Technology AG
Current assignee: ABB Technology AG
Priority date: 2011-05-24
Filing date: 2011-05-24
Publication date: 2012-11-29

Abstract

The apparatus (10) has a piston (12) arranged within a cylinder of a piston cylinder arrangement (11). A piston rod (15) is connected with a movable contact piece (16) of a high-voltage power switch (17). A storage spring (27) maintains fluid pressure of hydraulic energy storage at high pressure. A mechanical switching off spring (35) is coupled with the piston and aligned in traveling direction of the piston such that force of the storage spring is aligned with the traveling direction. The storage spring and switching-off spring are arranged at sides of the piston cylinder arrangement. The storage spring is designed as a cup spring assembly. The mechanical switching-off spring is designed as a helical compression spring or helical extension spring. The piston is designed as a plunger.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für einen elektrischen Hochspannungsleistungsschalter nach den Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a drive device for an electrical high-voltage circuit breaker according to the preamble of claim 1.

Derartige Antriebsvorrichtungen dienen dazu, das bewegliche Kontaktstück eines Hochspannungsleistungsschalters zu betätigen. Dabei ist die Antriebsvorrichtung so auszulegen, dass das bewegliche Kontaktstück bei Auftreten eines Kurzschlussstromes aus der Einschaltstellung in die Ausschaltstellung und wieder zurück in die Einschaltstellung verbracht wird. Sollte der Kurzschluss dann noch vorhanden sein, wird die Antriebsvorrichtung das bewegliche Kontaktstück endgültig in die Ausschaltstellung verbringen. Diese Schalthandlungen werden als „o-c-o” (open-close-open) bezeichnet. In bestimmten Fällen hat die Auslegung so zu erfolgen, dass die Abfolge „o-c-o-c-o” ist.Such drive devices serve to actuate the movable contact piece of a high-voltage circuit breaker. In this case, the drive device is to be designed so that the movable contact piece is spent on the occurrence of a short-circuit current from the closed position to the off position and back to the closed position. Should the short circuit then still be present, the drive device will spend the movable contact piece finally in the off position. These switching actions are referred to as "o-c-o" (open-close-open). In certain cases, the interpretation must be such that the sequence is "o-c-o-c-o".

Es sind Antriebsvorrichtungen mit einer Ausschalt- und einer Einschaltfeder bekannt geworden, wobei die Federn mittels je eines Elektromotors gespannt werden; in ihrer gespannten Stellung werden sie mittels einer Klinkenvorrichtung festgehalten. Zum Ausschalten wird die Ausschaltfeder entklinkt, so dass ihre Energie freigegeben und das bewegliche Kontaktstück in Ausschaltstellung verbracht werden, siehe DE 32 33 412 C2 oder ABB Druckschrift ABB Switchgear BLG (SESWG/B-2504en, Edition 3, 98-12) . Diese mechanischen Federspeicherantriebsvorrichtungen benötigen zum mechanischen Spannen der Einschaltfeder ein aufwendiges und stark untersetztes mechanisches Getriebe und zwei mechanische Auslöseeinheiten für c und o.There are known drive devices with a switch-off and a closing spring, wherein the springs are tensioned by means of an electric motor; in their cocked position, they are held in place by means of a latch device. To turn off the Ausschaltfeder is unlatched so that their energy released and the movable contact piece are moved to the off position, see DE 32 33 412 C2 or ABB publication ABB Switchgear BLG (SESWG / B-2504en, Edition 3, 98-12) , These mechanical spring-loaded drive devices require a complicated and heavily stocked mechanical transmission and two mechanical release units for c and o for the mechanical tensioning of the switch-on spring.

Eine weitere Antriebsvorrichtung ist aus der ABB Druckschrift Hydromecanical Spring Drives Types HMB-1 and HMB-1S, DECHS 1204 02en 030509 , bekannt geworden. Diese Antriebsvorrichtung besitzt eine Federspeicheranordnung, die auf Hochdruck befindliches hydraulisches Druckfluid bereitstellt, welches einer Kolben-Zylinderanordnung, die einen innerhalb eines Zylinders angeordneten Kolben aufweist, an dem eine mit den beweglichen Kontaktstück verbundene Kolbenstange angebracht ist, den Räumen oberhalb und unterhalb des Kolbens zugeführt wird, so dass wegen des Druckflächenunterschiedes oberhalb und unterhalb des Kolbens die Kolbenstange ausgefahren und das bewegliche Kontaktstück eingeschaltet wird. Zur Ausschaltung wird der Raum unterhalb des Kolbens, also der Raum, der von der größeren Kolbenfläche begrenzt wird, mit einem Niederdrucktank verbunden, so dass das Druckfluid im Raum unterhalb des Kolbens den Kolben in Ausschaltstellung verbringt. Die Speicherfeder ist als Tellerfederpaket ausgebildet, deren Mittelachse bei einer Ausführung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Kolbens und der Kolbenstange verläuft. Da interne Leckagen des Druckfluides von der Hochdrucki- auf die Niederdruckseite nicht auszuschließen sind, ist dem Kolben eine Verriegelungseinrichtung zugeordnet, die den Kolben und die Kolbenstange in Einschaltstellung festhält. Mit der Kolbenstange ist eine Schaltstellungsanzeige gekoppelt. Zur Zusteuerung des Druckfluides für die Ausschaltung und die Einschaltung ist ein 3/2-Wegeventil vorgesehen. Die bei dieser Antriebsvorrichtung vorgesehene, als Tellerfederpaket ausgebildete Speicherfeder ist eine aufwendige Federsäule mit einer flachen Federkennlinie.Another drive device is from the ABB publication Hydromecanical Spring Drives Types HMB-1 and HMB-1S, DECHS 1204 02en 030509 , known. This drive device has a spring-loaded arrangement which provides high-pressure hydraulic pressure fluid which is supplied to a piston-cylinder arrangement having a piston arranged inside a cylinder, to which a piston rod connected to the movable contact piece is fed, above and below the piston , so that because of the pressure surface difference above and below the piston, the piston rod extended and the movable contact piece is turned on. To eliminate the space below the piston, so the space that is bounded by the larger piston surface, connected to a low-pressure tank, so that the pressurized fluid in the space below the piston spends the piston in the off position. The accumulator spring is designed as a disc spring assembly whose central axis in one embodiment runs perpendicular to the direction of movement of the piston and the piston rod. Since internal leakage of the pressurized fluid from the high-pressure side to the low-pressure side can not be ruled out, the piston is assigned a locking device which holds the piston and the piston rod in the switched-on position. A switch position indicator is coupled to the piston rod. For Zusteuerung the pressure fluid for the switching off and switching on a 3/2-way valve is provided. The measures provided for this drive device, designed as a disc spring package accumulator spring is a complex spring column with a flat spring characteristic.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die gegenüber den bekannten einfacher und robust aufgebaut ist.The object of the invention is to provide a drive device of the type mentioned, which is constructed over the known simpler and more robust.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruches 1.This object is achieved by the features of claim 1.

Erfindungsgemäß also wird eine Antriebsvorrichtung für einen Hochspannungsleistungsschalter vorgeschlagen, mit einer Kolben-Zylinderanordnung mit einem innerhalb des Zylinders befindlichen Kolben und einer daran angeschlossenen und mit einem beweglichen Kontaktstück verbundenen Kolbenstange, und mit einem hydraulischen Energiespeicher, dessen Druckfluid mittels einer Energiespeicherfeder, kurz auch Speicherfeder genannt, auf Hochdruck gehalten und über ein 3/2-Wegeventil dem Raum unterhalb des Kolbens der Kolben-Zylinderanordnung zusteuerbar ist. Die Antriebsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausschaltung eine mechanische Ausschaltfeder vorgesehen ist, die mit dem Kolben gekuppelt ist und deren Mittelachse mit der Bewegungsrichtung des Kolbens fluchtet, dass die Speicherfeder ebenfalls mit der Bewegungsrichtung des Kolbens fluchtet, und dass die Ausschaltfeder und die Speicherfeder auf je einer Seite der Kolben-Zylinderanordnung angeordnet sind.Thus, according to the invention, a drive device for a high-voltage circuit breaker is proposed, with a piston-cylinder arrangement with a piston located inside the cylinder and a piston rod connected thereto and connected to a movable contact piece, and with a hydraulic energy accumulator whose pressure fluid is called an accumulator spring for short , maintained at high pressure and is zuusteuerbar via a 3/2-way valve the space below the piston of the piston-cylinder assembly. The drive device is characterized in that for switching off a mechanical opening spring is provided, which is coupled to the piston and whose central axis is aligned with the direction of movement of the piston, that the storage spring is also aligned with the direction of movement of the piston, and that the opening spring and the storage spring are each arranged one side of the piston-cylinder assembly.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, dass die Ausschalt- und die Speicherfeder jeweils als Schraubenfedern ausgebildet sind.An advantageous embodiment of the invention may consist in that the switch-off and the memory spring are each formed as coil springs.

In einer ersten Ausführungsform kann die Ausschaltfeder eine Schraubendruckfeder sein. In dem Falle, dass die Ausschaltfeder als Druckfeder ausgebildet ist, kann am Kolben auf dessen der Kolbenstange entgegengesetzten Seite eine Zugstange angeschlossen sein, an deren Ende eine Auflageplatte für ein Ende der Ausschaltfeder angebracht ist, wobei der Außendurchmesser der Zugstange kleiner ist als der Außendurchmesser der Kolbenstange und die Zugstange innerhalb der Ausschaltfeder befindlich ist. Aufgrund der unterschiedlichen Außendurchmesser der Kolbenstange und der Zugstange bleibt der Kolben ein Differentialkolben, dessen wirksame Druckfläche jedoch unterhalb des Kolbens mit der Kolbenstange kleiner ist als die wirksame Druckfläche oberhalb des Kolbens, d. h. auf der Seite, an der die Zugstange anschließt.In a first embodiment, the opening spring may be a helical compression spring. In the event that the Ausschaltfeder is designed as a compression spring, a pull rod may be connected to the piston on the piston rod opposite side, at the end of a support plate is mounted for one end of the opening spring, wherein the outer diameter of the tie rod is smaller than the outer diameter of Piston rod and the pull rod is located within the Ausschaltfeder. Due to the different outer diameter of the piston rod and the pull rod of the piston remains a differential piston, the effective pressure surface but below the piston with the Piston rod is smaller than the effective pressure surface above the piston, ie on the side to which the drawbar connects.

Wenn die Ausschaltfeder eine Zugfeder ist, dann sind dieser Zugfeder Haken und der Auflageplatte sowie einer Verschlussplatte für den Zylinderraum Ösen zugeordnet, über die die Zugfeder mit der Auflageplatte und der Verschlussplatte verbunden ist.If the opening spring is a tension spring, then this tension spring hook and the support plate and a closure plate for the cylinder chamber associated with eyelets, via which the tension spring is connected to the support plate and the closure plate.

In vorteilhafter Weise kann im Zylinderraum, in dem sich die Speicherfeder befindet, ein Laufkolben vorgesehen sein, auf dessen der Kolben-Zylinderanordnung zugewandten Seite das Druckfluid und auf dessen entgegengesetzten Seite die Speicherfeder vorgesehen sind.Advantageously, in the cylinder chamber in which the storage spring is located, a running piston may be provided, on whose side facing the piston-cylinder arrangement the pressure fluid and on the opposite side of which the storage spring is provided.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann dahin gehen, dass der die Speicherfeder enthaltene Fluidraum teilweise als Niederdrucktank dient.A further advantageous embodiment of the invention may be that the fluid space containing the storage spring partially serves as a low-pressure tank.

Erfindungsgemäß verbindet das 3/2-Wegeventil in einer ersten Stellung, der EIN-Stellung, den Raum unterhalb des Kolbens mit dem Energiespeicher und in einer zweiten Stellung, der AUS-Stellung, den Raum oberhalb des Kolbens mit dem Niederdrucktank zur Ausschaltung.According to the invention connects the 3/2-way valve in a first position, the ON position, the space below the piston with the energy storage and in a second position, the OFF position, the space above the piston with the low-pressure tank for switching off.

Beidseitig können am Kolben Dämpfungsstufen angebracht sein, mit denen eine Bewegungsdämpfung bei Erreichen jeder Endstellung erzielbar ist. Derartige Dämpfungsstufen sind an sich bekannt.On both sides damping levels can be attached to the piston, with which a movement damping can be achieved upon reaching each end position. Such attenuation stages are known per se.

Die Fluidleitungen vom Energiespeicherraum zum 3/2-Wegeventil und vom Niederdrucktank zum Raum oberhalb des Kolbens verlaufen innerhalb der Zylinderwand des Zylinders.The fluid lines from the energy storage space to the 3/2-way valve and from the low-pressure tank to the space above the piston extend within the cylinder wall of the cylinder.

In einer weiteren Ausgestaltung kann der Zylinderraum, in dem sich die Ausschaltfeder befindet, mit dem Raum oberhalb des Kolbens verbunden sein, so dass die Auflageplatte und die Ausschaltfeder je nach Stellung des 3/2-Wegeventiles mit Hochdruck oder Niederdruck verbunden ist, so dass in der Einschaltstellung der Raum, in dem sich die Ausschaltfeder mit der Auflageplatte vollständig mit Hochdruckfluid gefüllt ist. Für diesen Fall ist in der Auflageplatte eine Öffnung vorzusehen, über die das Hydraulikfluid beidseitig zur Auflageplatte vorhanden sein kann.In a further embodiment, the cylinder space in which the opening spring is located, be connected to the space above the piston, so that the support plate and the Ausschaltfeder is connected depending on the position of the 3/2-way valve with high pressure or low pressure, so that in the closed position of the room in which the opening spring is completely filled with the support plate with high pressure fluid. In this case, an opening is provided in the support plate, via which the hydraulic fluid can be present on both sides of the support plate.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiments and improvements can be found in the further subclaims.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung besteht darin, dass die Zuordnung von Ausschaltfederraum, Zylinderraum, Energiespeicherraum und Niederdrucktank so gestaltet ist, dass alle Räume innerhalb eines einstückigen Zylinderkörpers angeordnet sein können, wobei der Ausschalffederraum auf einer Seite des Zylinderraumes und der Energiespeicherraum und der Niederdrucktank auf der anderen Seite des Zylinderraumes angeordnet sind und ihre Mittelachsen miteinander fluchten.The particular advantage of the drive device according to the invention is that the assignment of Ausschaltfederraum, cylinder chamber, energy storage space and low-pressure tank is designed so that all rooms can be arranged within a one-piece cylinder body, the Ausschalffederraum on one side of the cylinder chamber and the energy storage space and the low-pressure tank the other side of the cylinder chamber are arranged and their central axes are aligned.

Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird eine einfache und robuste Antriebsvorrichtung geschaffen, bei der die Aufladung und Energiespeicherung mit einer Speicherfeder und die Ausschaltung mittels einer Ausschaltfeder erreicht werden. Die Einschaltung erfolgt hydraulisch, wogegen die Ausschaltung lediglich mittels der mechanischen Ausschaltfeder bewirkt wird. Da in Einschaltstellung, wenn die Kolbenstange ausgefahren ist, die Ausschaltfeder über den Druck des Druckfluides beidseitig zum als Differentialkolben ausgebildeten Kolben gespannt bleibt, ist eine Klinkeneinrichtung nicht erforderlich. Die Steuerung erfolgt über das hermetisch gekapselte 3/2-Wegeventil. Die Energieüberwachung des Energiespeichers und damit der Speicherfeder reduziert sich auf einen Schaltpunkt. Die Energieüberwachung der Ausschaltfeder ergibt sich wie bei einem reinen Federspeicherantrieb aus der Stellung der Kolbenstange. Da die Ausschaltung über die Ausschaltfeder vorgenommen wird, wird dem Energiespeicher keine oder nur wenig Energie entnommen. Das Druckfluid verbleibt innerhalb der Kolben-Zylinderanordnung und beidseitig zu dem Speicherkolben, der den Niederdrucktank vom Hochdruck-Energiespeicher trennt. Veränderungen des Druckes des Druckfluides sind lediglich durch eine eventuelle interne Leckage bewirkt.With the embodiment of the invention, a simple and robust drive device is provided in which the charging and energy storage with a memory spring and the elimination are achieved by means of a Ausschaltfeder. The switch-on takes place hydraulically, whereas the switch-off is effected only by means of the mechanical switch-off spring. Since in switch-on, when the piston rod is extended, the opening spring on the pressure of the pressure fluid on both sides remains stretched to the piston designed as a differential piston, a pawl device is not required. Control is via the hermetically sealed 3/2 way valve. The energy monitoring of the energy storage and thus the storage spring is reduced to a switching point. The energy monitoring of the opening spring results as in a pure spring drive from the position of the piston rod. Since the switch-off is made via the opening spring, no energy or only little energy is taken from the energy store. The pressurized fluid remains within the piston-cylinder arrangement and on both sides to the accumulator piston which separates the low-pressure tank from the high-pressure energy accumulator. Changes in the pressure of the pressure fluid are caused only by a possible internal leakage.

Anhand der Zeichnungen, in der zwei schematische Ausführungsformen der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung, weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserung der Erfindung sowie weitere Vorteile näher erläutert und beschrieben werden.With reference to the drawings, in which two schematic embodiments of the invention are shown, the invention, further advantageous embodiments and improvement of the invention and other advantages will be explained and described in detail.

Es zeigenShow it

1 und 2 eine Ausführungsform der Antriebsvorrichtungen in zwei Schaltstellungen, und 1 and 2 an embodiment of the drive devices in two switching positions, and

3 eine weitere Ausgestaltung der Erfindung. 3 a further embodiment of the invention.

Es sei Bezug genommen auf die 1. Diese zeigt die Antriebsvorrichtung 10, die in ihrer Gesamtheit die Bezugsziffer 10 trägt, in Einschaltstellung.It is referred to the 1 , This shows the drive device 10 , in their entirety the reference number 10 carries, in closed position.

Die Antriebsvorrichtung 10 besitzt eine Kolben-Zylinderanordnung 11 mit einem Kolben 12, der innerhalb einer Zylinderwand 13 eines Zylinders 13a einem Zylinderraum 14 beweglich ist. Auf einer Seite des Kolbens 12 schließt eine Kolbenstange 15 an, die aus der Kolben-Zylinderanordnung 11 herausragt und an ihrem freien Ende mit einem beweglichen Kontaktstück 16 eines Hochspannungsleistungsschalters 17 gekoppelt ist.The drive device 10 has a piston-cylinder arrangement 11 with a piston 12 that is inside a cylinder wall 13 a cylinder 13a a cylinder space 14 is mobile. On one side of the piston 12 closes a piston rod 15 on, from the piston-cylinder arrangement 11 protrudes and at its free end with a movable contact piece 16 a high voltage circuit breaker 17 is coupled.

Der Zylinderraum 14 ist in zwei Abschnitte 19 und 20 unterteilt, von denen die Abschnitte 19 und 20 unterschiedliche Durchmesser besitzen. Der Innendurchmesser des ersten Abschnittes 19 entspricht dem Außendurchmesser des Kolbens 12, wogegen der zweite Abschnitt 20, in den der erste Abschnitt 19 über eine Stufung 21 übergeht, einen größeren Innendurchmesser aufweist wie der erste Anschnitt 19 aufweist. Innerhalb des zweiten Abschnittes 20 befindet sich ein Speicherkolben 22, der den zweiten Abschnitt 20 in zwei Räume 23 und 24 unterteilt, von denen der Raum 23 den Energiespeicherraum, der im folgenden die gleiche Bezugsziffer 23 trägt, bildet und damit das Hochdruckfluid aufnimmt. Im anderen Raum 24 befindet sich Fluid auf Niederdruck, weswegen dieser Raum 24 im Folgenden als Niederdrucktank 24 bezeichnet wird. Der Niederdrucktank 24 ist an seinem freien Ende mittels einer Abschlussplatte 25 abgeschlossen, die von der Kolbenstange 15 unter Zwischenfügung einer Gleitdichtung 26 durchgriffen wird. Innerhalb des Niederdrucktanks 24 befindet sich eine Speicherfeder 27, die sich mit ihrem einen Ende innen an der Abschlussplatte 25 und mit ihrem anderen Ende am Speicherkolben 22 anlegt. Die Speicherfeder 27 ist eine Schraubendruckfeder, deren Federkraft gegen den Speicherkolben 22 drückt, so dass das im Energiespeicherraum 23 befindliche Fluid unter Hochdruck gesetzt wird. Da der Raum unterhalb des Kolbens 12 mit dem Energiespeicherraum 23 in Verbindung steht, wirkt der Druck des Druckfluides auch auf den Kolben 12. Der Speicherkolben 22 ist von der Kolbenstange 15 durchgriffen, wobei auf der Außenfläche und der Innenfläche des Speicherkolbens 22 jeweils weitere Gleitdichtungen 28, 29 vorgesehen sind.The cylinder space 14 is in two sections 19 and 20 divided, of which the sections 19 and 20 have different diameters. The inner diameter of the first section 19 corresponds to the outer diameter of the piston 12 , whereas the second section 20 into the first section 19 over a gradation 21 goes over, has a larger inner diameter as the first bleed 19 having. Within the second section 20 there is a storage piston 22 that the second section 20 in two rooms 23 and 24 divided, of which the room 23 the energy storage space, the following reference number 23 carries, forms and thus absorbs the high pressure fluid. In the other room 24 Fluid is at low pressure, so this space 24 in the following as a low-pressure tank 24 referred to as. The low pressure tank 24 is at its free end by means of a cover plate 25 completed by the piston rod 15 with the interposition of a sliding seal 26 is penetrated. Inside the low-pressure tank 24 there is a memory spring 27 , with one end inside on the end plate 25 and with its other end on the accumulator piston 22 invests. The memory spring 27 is a helical compression spring whose spring force against the accumulator piston 22 pushes, so that's in the energy storage room 23 is placed under high pressure fluid. Because the space below the piston 12 with the energy storage room 23 In connection, the pressure of the pressure fluid also acts on the piston 12 , The storage piston 22 is from the piston rod 15 passed through, being on the outer surface and the inner surface of the accumulator piston 22 each additional sliding seals 28 . 29 are provided.

Auf der Kolbenoberseite, die auf der der Kolbenstange 15 entgegengesetzten Oberseite des Kolbens 12 liegt, schließt eine Zugstange 30 an, die über eine Gleitdichtung 31 den Boden 32 des Zylinderraumes 14 abgedichtet durchgreift und in einen Ausschaltfederraum 33 eingreift und an ihrem freien Ende eine Auflageplatte 34 trägt. In dem Ausschaltfederraum 33 zwischen dem Boden 32 und der Auflageplatte 34 befindet sich eine Ausschaltfeder 35, die als eine Schraubendruckfeder ausgebildet ist und sich hier in gespannter Stellung befindet. Damit legt sich die Ausschaltfeder 35 an einem ersten Ende an die Auflageplatte 34 und an einem zweiten Ende am Boden 32 an.On the piston top, on the piston rod 15 opposite top of the piston 12 lies, closes a drawbar 30 on, which has a sliding seal 31 the ground 32 of the cylinder space 14 sealed passes through and into a Ausschaltfederraum 33 engages and at its free end a platen 34 wearing. In the Ausschaltfederraum 33 between the ground 32 and the platen 34 there is a Ausschaltfeder 35 , which is designed as a helical compression spring and is here in a cocked position. This puts the opening spring 35 at a first end to the platen 34 and at the bottom at the second end 32 at.

Innerhalb der Zylinderwand 13 verlaufen eine erste Druckfluidleitung 36, und eine zweite Druckfluidleitung 37 im Wesentlichen parallel zur Bewegungsrichtung des Kolbens 12.Inside the cylinder wall 13 run a first pressurized fluid line 36 , and a second pressurized fluid line 37 substantially parallel to the direction of movement of the piston 12 ,

Der Kolben-Zylinderanordnung 11 ist ein 3/2-Wegeventil 38 zugeordnet, das drei Öffnungen T, Z und P aufweist. Es besitzt einen Ventilschieber 39, kurz auch als Schieber 39 bezeichnet, der als Sitzventilschieber ausgebildet ist und in einer ersten Stellung die Öffnung P, siehe 2, und in einer zweiten Stellung die Öffnung T schließt. Die Bewegung des Schiebers 39 in seine bistabilen Endstellungen wird mittels Magnetsystemen 40 und 41 bzw. 42 gesteuert. 3/2-Wegeventile sind an sich bekannt, so dass das 3/2-Wegeventil 38 hier nicht näher beschrieben werden sollen. Die Öffnung T ist mit der ersten Druckleitung 37 an einem Ende verbunden, die parallel zum Energiespeicherraum 23 verläuft und mit dem anderen Ende in den Niederdrucktank 24 einmündet. Die Öffnung P ist direkt mit dem Energiespeicherraum 23; die Öffnung Z ist mit dem Raum oberhalb des Kolbens 12 verbunden.The piston-cylinder arrangement 11 is a 3/2-way valve 38 associated with having three openings T, Z and P. It has a valve slide 39 , in short as a slide 39 referred to, which is designed as a seat valve spool and in a first position, the opening P, see 2 , And in a second position, the opening T closes. The movement of the slider 39 in its bistable end positions is by means of magnetic systems 40 and 41 respectively. 42 controlled. 3/2-way valves are known per se, so that the 3/2-way valve 38 will not be described in detail here. The opening T is connected to the first pressure line 37 connected at one end, which is parallel to the energy storage space 23 runs and with the other end in the low-pressure tank 24 opens. The opening P is directly with the energy storage space 23 ; the opening Z is with the space above the piston 12 connected.

Der Ausschaltfederraum 33 ist mittels einer Verschlussplatte 43 angeschlossenThe switch-off spring chamber 33 is by means of a closure plate 43 affiliated

Die Arbeitsweise der Antriebsvorrichtung 10 soll im Folgenden beschrieben werden:
In der Stellung gemäß 1 steht das Hochdruckfluid aus dem Energiespeicherraum 23 mit dem Raum oberhalb des Kolbens 12 über das 3/2-Wegeventil 38 in Verbindung. Da der Raum unterhalb des Kolbens 12 direkt mit dem Energiespeicherraum 23 in Verbindung steht, wird wegen der unterschiedlichen Kolbenflächen eine Kraft auf den Kolben 12 in Einschaltrichtung ausgeübt, die den Schalter 17 in Einschaltstellung hält. Die Speicherfeder 27 bewirkt somit die die hydraulische Einschaltung und spannt dabei gleichzeitig die Ausschaltfeder 35. Die Ausschaltfeder 35 ist damit gespannt.The operation of the drive device 10 will be described below:
In the position according to 1 is the high pressure fluid from the energy storage space 23 with the space above the piston 12 via the 3/2-way valve 38 in connection. Because the space below the piston 12 directly with the energy storage room 23 is in communication, because of the different piston surfaces a force on the piston 12 exercised in the closing direction, the switch 17 holds in closed position. The memory spring 27 thus causes the hydraulic engagement and simultaneously clamps the opening spring 35 , The opening spring 35 is looking forward to it.

Wenn der Schieber 39 umgesteuert wird, wird die Öffnung P geschlossen und die Öffnung T freigegeben. Dadurch wird der Raum oberhalb des Kolbens 12 mit dem Niederdrucktank 24 verbunden, so dass sich die Ausschaltfeder 35 entladen kann und den Kolben 12 über die Zugstange 30 in den Zylinder 13 einzieht, so dass das bewegliche Kontaktstück 16 in Ausschaltstellung gelangt. Dies zeigt 2.When the slider 39 is reversed, the opening P is closed and the opening T released. This will make the space above the piston 12 with the low pressure tank 24 connected so that the opening spring 35 can unload and the piston 12 over the drawbar 30 in the cylinder 13 retracts so that the movable contact piece 16 in the off position. this shows 2 ,

Der Ausschaltfederraum 33 ist an seinem freien Ende mittels einer Abdeckplatte 43 verschlossen.The switch-off spring chamber 33 is at its free end by means of a cover plate 43 locked.

Durch Umsteuerung des 3/2-Wegeventils 38 wird den Räumen oberhalb und unterhalb des Kolbens 12 Hochdruckfluid zugeführt, so dass der Kolben 12 aus der Stellung 2 wieder in die Stellung gemäß 1 verbracht werden kann.By reversing the 3/2-way valve 38 gets the spaces above and below the piston 12 High-pressure fluid supplied, so that the piston 12 out of position 2 back to the position according to 1 can be spent.

Zu ergänzen ist, dass zur Verhinderung einer langsamen Ausschaltung aufgrund innerer Leckagen mit der Kolbenstange 15 eine Verriegelungseinrichtung zusammenwirkt, die hier nicht näher beschrieben ist, da eine solche Verriegelungseinrichtung an sich aus der vorab genannten ABB Broschüre DECHS 1204 02en 030509, Seite 5 , bekannt ist.It should be added that to prevent slow elimination due to internal leakage with the piston rod 15 a locking device cooperates, which is not described here in detail, since such a locking device to from the aforementioned ABB brochure DECHS 1204 02en 030509, page 5 , is known.

Die Kolbenstange 15 konnte auch den gleichen Durchmesser aufweisen wie der Durchmesser des Kolbens 12. Damit steht eine hydraulische Ausschaltkraft nicht zur Verfügung, ebenso wenig wird eine Einschaltdämpfung realisierbar sein, weil eine Stufung 21 zwischen Kolben 12 und Kolbenstange 15 ja nicht vorgesehen werden kann.The piston rod 15 could also have the same diameter as the diameter of the piston 12 , Thus, a hydraulic switch-off is not available, nor will a switch-on can be realized because a gradation 21 between pistons 12 and piston rod 15 yes can not be provided.

Die 3 zeigt eine zweite Ausgestaltung der Erfindung. Der Raum 14 oberhalb des Kolbens 12 ist über einen kegelartigen Kanal 31a mit dem Raum 33, in dem sich die Ausschaltfeder 35 und die Auflageplatte 34 befinden, verbunden. Damit befindet sich Hochdruckfluid sowohl im Raum oberhalb des Kolbens 12 als auch über den Kanal 31a im Raum 33, in dem sich die Ausschaltfeder 35 und die Auflageplatte 34 befinden, ansteht, wobei das Hochdruckfluid beidseitig der Auflageplatte 34 vorhanden ist, weil in der Auflageplatte 34 wenigstens eine Durchgangsöffnung 50 vorgesehen sind. Die Auflageplatte 34 wirkt als eine Art Differentialkolben und unterstützt den Kolben 12 beim Anschalten. Wenn der Raum oberhalb des Kolbens 12 mit Niederdruck verbunden ist, steht beidseitig zur Auflageplatte 34 ebenfalls Niederdruck an.The 3 shows a second embodiment of the invention. The space 14 above the piston 12 is over a cone-like channel 31a with the room 33 in which is the opening spring 35 and the platen 34 are connected. This high pressure fluid is located both in the space above the piston 12 as well as over the channel 31a in the room 33 in which is the opening spring 35 and the platen 34 are pending, with the high pressure fluid on both sides of the platen 34 exists because in the platen 34 at least one passage opening 50 are provided. The platen 34 acts as a kind of differential piston and assists the piston 12 when turning on. If the space above the piston 12 connected to low pressure, is on both sides of the support plate 34 also low pressure on.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Antriebsvorrichtungdriving device
1111: Kolben-ZylinderanordnungPiston-cylinder arrangement
1212: Kolbenpiston
1313: Zylinderwandcylinder wall
13a13a: Zylindercylinder
1414: Zylinderraumcylinder space
1515: Kolbenstangepiston rod
1616: bewegliches Kontaktstückmovable contact piece
1717: HochspannungsleistungsschalterHigh voltage circuit breaker
1919: erster Abschnittfirst section
2020: zweiter Abschnittsecond part
2121: Stufunggradation
2222: Speicherkolbenaccumulator piston
2323: EnergiespeicherraumEnergy storage room
2424: NiederdrucktankLow-pressure tank
2525: AbschlussplatteEnd plate
2626: Gleitdichtungsliding seal
2727: Speicherfederstorage spring
2828: Gleitdichtungsliding seal
2929: Gleitdichtungsliding seal
3030: Zugstangepull bar
3131: Gleitdichtungsliding seal
31a31a: Kanalchannel
3232: Bodenground
3333: AusschaltfederraumAusschaltfederraum
3434: Auflageplatteplaten
3535: Ausschaltfederopening spring
3636: erste Druckfluidleitungfirst pressurized fluid line
3737: zweite Druckfluidleitungsecond pressurized fluid line
3838: 3/2 Wegeventil3/2 way valve
3939: Ventilschiebervalve slide
4040: Magnetsystemmagnet system
4141: Magnetsystemmagnet system
4242: Magnetsystemmagnet system
4343: Verschlussplatteclosing plate
5050: DurchgangsöffnungThrough opening

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 3233412 C2 [0003]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

ABB publication ABB Switchgear BLG (SESWG / B-2504en, Edition 3, 98-12) [0003]
ABB Publication Hydromecanical Spring Drives Types HMB-1 and HMB-1S, DECHS 1204 02en 030509 [0004]
ABB brochure DECHS 1204 02en 030509, page 5 [0035]

Claims

Drive device for a high-voltage circuit breaker ( 17 ), with a piston-cylinder arrangement ( 11 ) with one inside the cylinder ( 13a ) of the piston-cylinder arrangement ( 11 ) located piston ( 12 ) and a connected and with a movable contact piece ( 16 ) of the high-voltage circuit breaker ( 17 ) connected piston rod ( 15 ), with a hydraulic energy storage, the pressure fluid by means of a storage spring ( 27 ) is maintained at high pressure and via a 3/2-way valve ( 38 ) the space above and below the piston ( 12 ) of the piston-cylinder arrangement ( 11 ) is controllable, characterized in that to turn off a mechanical Ausschaltfeder ( 35 ) provided with the piston ( 12 ) is coupled and their force with the direction of movement of the piston ( 12 ) is aligned, that the force effect of the memory spring ( 27 ) also with the direction of movement of the piston ( 12 ) is aligned, and that the opening spring ( 35 ) and the memory spring ( 27 ) on each side of the piston-cylinder arrangement ( 11 ) are arranged.

Drive device according to claim 1, characterized in that the switch-off and the memory spring ( 35 . 27 ) are each formed as coil springs.

Drive device according to claim 2, characterized in that the opening spring ( 35 ) is a helical compression spring.

Drive device according to claim 2, characterized in that the opening spring ( 35 ) is a helical tension spring.

Drive device according to claim 3, characterized in that on the piston ( 12 ) on which the piston rod ( 15 ) opposite side a pull rod ( 30 ) is connected, at the free end of a support plate ( 34 ) is provided for one end and at which the opening spring ( 35 ) is applied, wherein the outer diameter of the drawbar ( 30 ) is smaller than the outer diameter of the piston rod ( 15 ) and the drawbar ( 30 ) within the opening spring ( 35 ) is located.

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the piston rod ( 15 ) passes through the hydraulic energy storage device.

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the energy store in a second section ( 20 ) a cylinder space ( 14 ), in which the memory spring ( 27 ) and in which a storage piston ( 22 ) is provided, the cylinder space ( 14 ) into an energy storage space ( 23 ) on whose the piston-cylinder arrangement ( 11 ) facing side with pressure fluid at high pressure and on the opposite side of the memory spring ( 27 ) are provided.

Drive device according to claim 7, characterized in that the memory spring ( 27 ) contained fluid space as a low-pressure tank ( 24 ) serves.

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the 3/2-way valve ( 38 ) in a first position the space above the piston ( 12 ) with the energy storage space ( 23 ) for switching on and in a second position the space above the piston ( 12 ) with the low-pressure tank ( 24 ) connects to the elimination.

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that on both sides of the piston ( 12 ) Gradations are provided with which a movement damping is achieved upon reaching each end position.

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the cylinder wall ( 13 ) the cylinder space ( 14 ) of the piston-cylinder arrangement ( 11 ), the opening spring ( 35 ) and the memory spring ( 27 ) with the low-pressure tank ( 24 ) in one piece.

Drive device according to claim 11, characterized in that inside the cylinder wall ( 13 ) one pressure fluid line ( 36 . 37 ) from the 3/2-way valve ( 38 ) to the low-pressure tank ( 24 ) and to the space above the Kolbes ( 12 ) is provided.

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the Ausschaltfederraum ( 33 ), the cylinder space ( 14 ) with the piston ( 12 ), the energy storage space ( 23 ) and the low-pressure tank ( 24 ) is housed in a cylindrical section, of which the Ausschaltfederraum ( 33 ) on one side of the cylinder space ( 14 ) and the energy storage space ( 23 ) and the low-pressure tank ( 24 ) on the other side of the cylinder space ( 14 ) are arranged.

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the piston ( 12 ) is designed as a plunger whose piston rod ( 15 ) the same diameter as that of the piston ( 12 ) having.

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the the Ausschaltfeder ( 35 ) containing Ausschaltfederraum ( 33 ) over a channel ( 31a ) in the ground ( 32 ) of the cylinder space ( 14 ), in which the piston ( 12 ) is connected, so that in which the Opening spring ( 35 ) containing Ausschaltfederraum ( 33 ) due to at least one in the platen ( 34 ) opening ( 50 ) depending on the position of the 3/2-way valve ( 38 ) is present on both sides high pressure fluid or low pressure fluid.