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Dämpfungspumpe für elektrische Schalter Bei elektrischen Schaltern,
insbesondere bei Leistungsschaltern, kommt es bekanntlich darauf an, beim Ausschalten
die zusammenwirkenden Schaltstücke möglichst schnell zu trennen. Bei den dafür erforderlichen
großen Geschwindigkeiten ergeben sich naturgemäß entsprechend große Massenkräfte,
die beim Abbremsen der beweglichen Teile des Schalters am Ende der Schaltbewegung
zu Stößen führen. Bei Flüssigkeitsschaltern, bei denen die Löschung in einer Schaltkammer
erfolgt, in der der Ausschaltlichtbogen einen großen Druck erzeugt, ergeben sich
dabei besonders ungünstige Verhältnisse, wenn der Löschkammerdruck auf das einen
Kolben bildende bewegliche Schaltstück einwirkt und dies zusätzlich zu der vom Antrieb
ausgeübten Kraft beschleunigt.
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Es ist bekannt, die beim Abbremsen der beweglichen Teile entstehenden
Stöße durch Dämpfungspumpen zu verringern. So ist eine Flüssigkeitsbremse vorgeschlagen
worden, bei der ein Bremszylinder mit einem doppeltwirkenden Bremskolben in einem
Flüssigkeitsbehälter untergebracht ist. Die Däm fung -
p ZIS flüssig
,keit wird von dem ventillosen Kolben durch hintereinander am Umfang des Bremszylinders
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geordnete Öffnungen gedrückt. Während der Bewe gung des Kolbens werden
diese Öffnungen von dem Kolben nacheinander verschlossen, so daß man eine abgestufte
Dämpfung erhält. Die Pumpe ist jedoch nicht völlig von der Außenluft abgeschlossen,
sondern enthält Ausgleichsbehälter, die mit der Außenluft in Verbindung stehen und
die Bewegungen der Dämpfungsflüssigkeit aufnehmen sollen. Dies kompliziert den Aufbau
der Pumpe stark, vergrößert ihr Volumen und läßt keine über Atmosphärendruck liegenden
Drücke der Dämpfungsflüssigkeit zu.
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Ferner ist eine Dämpfungspurnpe aus zwei ineinandergeschalteten Zylindern
bekannt, bei welcher der Durchtritt der Dämpfungsflüssigkeit durch einen Schieber
innerhalb des Kolbens gesteuert wird. In dem Bremszylinder sind an der Stirnseite
Öffnungen vorgesehen, die einen übertritt der Flüssigkeit zum umgebenden Ringraum
ermöglichen. Während der Dämpfung werden diese Öffnungen durch Rückschlagventile
verschlossen. Sie können also nur stoßweise geöffnet oder verschlossen werden. Auch
der im Kolben untergebrachte Schieber ermöglicht kein kontinuierliches allmähliches
Verschließen der die Anfangsdämpfung regelnden öffnung, sondern verschließt diese
ebenfalls schlagartig. Die Dämpfung wird allein durch den Durchtritt der Flüssigkeit
durch eine im Kolben selbst untergebrachte Dämpfungsdüse erhalten, welche die Flüssigkeit
von dem Raum vor dem Kolben in den Raum hinter den Kolben drückt. Die Erfindung
betrifft eine Dämpfungspumpe für elektrische Schalter, insbesondere für Leistungsschalter
mit einem flüssigen Löschmittel, bei der in einem rohrförmigen, völlig abgeschlossenen
Metallgehäuse ein Hochdruckzylinder untergebracht ist, an dessen Umfang Durchtrittsöffnungen
für die Dämpfungsflüssigkeit angebracht sind. Sie besteht darin, daß ein zylindrischer,
vom Druck im Höchdruckzylinder gesteuerter Schieber die Durchtrittsöffnungen für
die Dämpfungsflüssigkeit außer der eigentlichen Dämpfungsdüse öffnet oder schließt.
Eine derartig aufgebaute Dämpfungspumpe erlaubt die Anwendung großer Drücke der
Dämpfungsflüssigkeit, so daß man bereits bei kleinem Volumen des> Dämpfungszylinders
ein großes Arbeitsvermögen erhält. Die Durchlaßöffnungen für den übertritt der Dämpfungsflüssigkeit
von dem Hochdruckzylinder in den-umgebenden Ringraum sind mit Vorteil am Umfang
des Hochdruckzylinders angebracht und von einem zylindrischen Schieber gesteuert,
so daß der Kolben völlig ventillos ausgeführt werden kann; auch- hierdurch wird
der Raumbedarf der Pumpe weiter verringert. Durch die Steuerung der die Anfangsdämpfung
beeinflussenden Durchtrittsöffnungen mit einem Schieber wird ein stoßartiges Verschließen
dieser Öffnungen, wie es bei einem Ventil auftritt, vermieden und eine weichere
Schaltbewegung erzielt. Die Massen, die bewegt werden müssen, um eine Dämpfufig
zu erreichen, sind durch die Formgebung gemäß der Erfindung eben-Falls möglichst
gering gehalten.
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Bei einer derartigen Dämpfungspumpe mit sehr geringem Volumen ist
es wichtig, -stets eine Vorkehrung
zu treffen, daß die Dämpfung
nicht durch unkontrollierbare Einflüsse verändert werden kann. Vorteilhafterweise
wird daher in dem Ringraum zwischen dem Hochdruckzylinder und dem Metallgehäuse
eine elastische Einlage, vorzugsweise Zellgummi oder ein mit einer ölfesten Hülle
versehenes Luftpolster, vorgesehen, welche die durch die Kolbenbewegung entstehenden
Volumenänderungen ausgleicht. Der als Einlage benutzte Stoff muß genügend elastisch
sein, um einen Unterdruck zu vermeiden, wenn die Kolbenstange aus dem Gehäuse gezogen
wird. Dadurch wird eine Bildung von öldampf vermieden.
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Für doppeltwirkende Dämpfungspumpen wird man an beiden Enden des Hochdruckzylinders
Schieber vorsehen. Die Schieber stehen zweckmäßig unter der Wirkung von Druckfedern,
die sie in eine Endlage der Steuerbewegung drücken. Zur Begrenzung der Steuerbewegung
kann man mit Vorteil Nutringe verwenden, die in den Hochdruckzylinder eingesetzt
sind. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Schieber mit einem Flansch größeren
Durchmessers als das Innere des Zylinders auszubilden, der gegen einen Ansatz anläuft.
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Mit Vorteil kann man den Kolben der Dämpfungspumpe mit einer Kolbenstange
versehen, die an der einen Stirnwand aus dem Gehäuse geführt und dort mit einer
Befestigung-söse versehen ist. Die aufzunehmende Kraft wird dann in einfacher Weise
auf den Kolben übertragen. Wenn man das Gehäuse der Dämpfungspumpe an der anderen
Stimwand mit einer zweiten Befestigungsöse versieht, dann kann man die Dämpfungspumpe
unmittelbar zwischen dem beweglichen Teil, dessen Bewegung zu dämpfen ist, und einem
festen Lager anbringen. Weitere Verbindungen sind nicht erforderlich.
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Bei Dämpfungspumpen für besonders große Drücke empfiehlt es sich,
zwischen dem Hochdruckzyhnder und dem äußeren Gehäuse zur Abstützung Rippen vorzusehen.
Es können Längs- oder Querrippen verwendet werden. Die Rippen werden zweckmäßig
dem Zylinder zugeordnet, Sie dienen zugleich zur Zentrierung des Zylinders. Durch
senkrecht zu den Rippen verlaufende Nuten wird eine Unterteilung des Ringraumes
zwischen dem äußeren Gehäuse und dem Hochdruckzylinder durch die Rippen vermieden,
die die Wirkung der Dämpfungspumpe beeinträchtigen könnte.
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In den Figuren sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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Fig. 1 zeigt eine einfach wirkende Dämpfungspumpe, Fig. 2 eine
doppeltwirkende Dämpfungspumpe. Für übereinstimmende Teile werden gleiche Bezugszeichen
verwendet.
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Mit 1 ist das rohrförinige äußere Gehäuse bezeichnet, in dem
der Hochdruckzylinder 2 angeordnet ist. Der Hochdruckzylinder wird ebenfalls von
einem Rohr gebildet. Das Gehäuse 1 und der Hochdruckzylinder bilden einen
Ringraum 3, der den Zylinder 2 umgibt. Der Zylinder 2 besitzt Längsrippen
2a, die ihn gegenüber dem Gehäuse 1 zentrieren und abstützen. Senkrecht zu
den Rippen 2a verlaufende Radialnuten 2b sorgen dafür, daß die Rippen den
Ringraum 3 nicht völlig unterteilen.
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Das mit 4 bezeichnete Ende des Gehäuses 1 ist mit einem Außengewinde
5 und einem Innengewinde 6
versehen. Auf das Außengewinde ist eine
Kappe 7 geschraubt, die mit einer Öse 8 für die Anbringung der Dämpfungspumpe
versehen ist. Die Öffnung der Öse ist mit einer Buchse 9 ausgekleidet. Durch
eine Dichtun- 10 an der Stirnseite des Rohres 1 wird ein Auslaufen
des Druckmittels der Dämpfungspumpe vermieden. Der Sechskant 11 der Kappe
7 ermöglicht das einfache Montieren der Dämpfungspumpe. Das Innengewinde
dient zum Einschrauben des Stimteiles 15, das mit Hilfe eines Innensechskantes
16 vorgenommen wird.
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Bei Dämpfungspumpen, bei denen keine Rippen 2 a
zur Zentrierung
des Zylinders 2 vorhanden sind, wird das Rohr 2 des Hochdruckzylinders an dieser
Stirnseite mit dem Ansatz 17 des Stirnteiles 15 zentriert. Die Zentrierung
am anderen Ende erfolgt dann durch die Kolbenstange 20 selbst.
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Der Außendurchmesser der Kolbenstange ist bei diesem Ausführungsbeispiel
gleich dem Innendurchmesser des Hochdruckzyhnders 2, so daß die Kolbenstange zugleich
den Kolben bildet. Auf den Teil 21 der Kolbenstange, der aus dem Gehäuse der Dämpfungspumpe
herausragt, ist eine Öse 22 mit einer Öff-
nung 23 aufgeschraubt. Die
Bohrung 25 der Kolbenstange ergibt eine Gewichtseinsparung, ohne daß dadurch
die Führung der Kolbenstange beeinträchtigt wird. Mit 28 ist eine Stimplatte
bezeichnet, die mit Schrauben 29 befestigt wird. In der Platte ist ein Filzring
30 vorgesehen. Die Filzdichtung hat im wesentlichen die Aufgabe, das Eindringen
von Verschmutzung zu verhindern. Die Abdichtung gegen das Druckmittel im Inneren
der Dämpfungspumpe erfolgt durch die Dichtung 31.
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Mit 35 ist ein Schieber bezeichnet, der im Rohr 2 gleitet.
Er steht unter der Wirkung der Druckfeder 36, die ihn gegen den Nutring
37 drückt. Der Schieber besitzt Bohrungen 38, die in der einen Endlage
der Steuerbewegung mit Bohrungen 39 im Zylinder 2 zusammenwirken. Durch die
Ringnut 38a im Bereich der Bohrungen 38 wird vermieden, daß bei einer Drehung
des Schiebers 35 die Steuerwirkung dadurch beeinträchtigt wird, daß sich
die Bohrungen 38 und 39
am Umfang gegeneinander versetzen.
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Die Dämpfungswirkung der Dämpfungspumpe wird durch die Düsenöffnung
40 erreicht, die vom Inneren des Hochdruckzylinders zum Ringraum 3 führt.
Dabei arbeitet die Pumpe folgendermaßen: Bei einer nach rechts gerichteten Bewegung
der Kolbenstange, d. h., wenn die Kolbenstange aus dem Hochdruckzylinder
2 gezogen wird, strömt das das Innere der Kolbenpumpe ausfüllende Druckmittel
aus dem Ringraum 3 durch die Öffnungen 39 im Rohr 2 und
38 im Schieber 35 in den Hochdruckzylinder. Das Herausziehen der Kolbenstange
20 erfolgt daher ungehindert. Ein Unterdruck im Ringraum 3 wird durch Schaumgunimipolster
43 vermieden. Die Polster dehnen sich aus und füllen den Raum, der dem von der Kolbenstange
freigegebenen Volumen entspricht. Beim Hineindrücken der Kolbenstange wird dagegen
der Schieber 35 entgegen der Wirkung der Druckfeder gegen den Stirnteil
15 gedrückt. Durch Öffnungen 41 ist dafür gesorgt, daß das zwischen dem Steuerschleber
und dem Zwischenteil befindliche Öl leicht abfließen kann, so daß die Bewegung
des Steuerschiebers nicht behindert wird. Dadurch werden die Öffnungen
39 vom Steuerschieber verschlossen. Das von der Kolbenstange verdrängte Flüssigkeitsvolumen
kann daher nur durch die Düse 40 entweichen, so daß die Bewegung der Kolbenstange
abgebremst wird. Je nach der gewünschten Dämpfungswirkung
kann
man eine oder mehrere Düsen 40 am Umfang des Zylinders 2 vorsehen. Es ist auch möglich,
den Zylinder 2 mit einer Gewindebohrung zu versehen, in die Düsenkörper mit gewünschten
Austrittsquerschnitten eingeschraubt werden. Das in den Ringraum 3 eintretende
Druckmittel preßt die mit 43 bezeichneten Schaumgummipolster wieder zusammen.
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Fig. 2 zeigteinedoppeltwirkendeDämpfungspumpe. Die Pumpe bremst also
sowohl beim Einschieben der Kolbenstange in den Zylinder 2 als auch beim Herausziehen.
Die öffnung 50, die die Dämpfungswirkung bestimmt, ist in einem Düsenkörper
50 a vorgesehen, der in dem Kolben 51 eingeschraubt
ist. Der Kolben ist mit der Kolbenstange 20 verbunden. Im Gegensatz zu der in Fig.
1 dargestellten Dämpfungspumpe ist ein zweiter Steuerschieber 53 vorgesehen,
der von einer Druckfeder 54 in die dargestellte Lage geschoben wird. Die Bewegung
des Steuerschiebers wird durch einen Ansatz 55 begrenzt, der gegen den Absatz
56 des Rohres 2 anschlägt. Der Stimteil 28
ist bei dieser Ausführung
mit zwei Filzringen 30 versehen. Statt der Filzringe kann auch ein Abstreifring
vorgesehen werden.
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Im Steuerschieber 35 ist ein überdruckventil 57 vorgesehen.
Es besteht aus einem Ventilstößel 58, dessen Schaft 59 in einer Bohrung
60 des Stirnteiles 15 geführt ist. Auf dem Schaft 59 sitzen
Tellerfedern 61.
Die Tellerfedern sind so bemessen, daß der Steuerschieber
sich genügend weit nach links bewegen kann, um die Bohrungen 39 des Zylinders
2 zu verschließen, bevor von den Tefferfedem eine Druckkraft auf den Steuerschieber
ausgeübt wird.
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Die Wirkungsweise der Dämpfungspumpe nach Fig. 2 entspricht der der
in Fig. 1 dargestellten Pumpe, wobei jedoch eine Dämpfungswirkung in
je-
der der beiden Bewegungsrichtungen der Kolbenstange erreicht wird.