DE1198908B - Fluessigkeitsdaempfungspumpe fuer elektrische Leistungsschalter - Google Patents

Description

• Es ist bekannt, für die Steuerung von Bewegungen mit Flüssigkeit gefüllte Einrichtungen, sogenannte Dämpfungspumpen, zu verwenden. Bei Hochspannungssehaltgeräten z. B. will man mit solchen Dämpfungspumpen erreichen, daß die Bewegung der Schaltstifte nicht über den ganzen Weg vom Antrieb beschleunigt wird, sondern in eine Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit übergeht. Dabei wird angestrebt, daß diese sich günstig auswirkende konstante Geschwindigkeit auch dann erhalten bleibt, wenn die Schaltstifte beim Ausschalten infolge des in der Löschkammer eines Hochspannungsleistungsschalters auftretenden Druckes zusätzlich beschleunigt werden. Andernfalls würde sich in unerwünschter Weise die Lichtbogenlänge beträchtlich erhöhen und sich daraus eine weitere, für die Löschung des Lichtbogens nicht benötigte Steigerung des Druckes ergeben, die wiederum eine aufwendige Gestaltung der Löschkammer erfordern würde.
• Die A b b. 1 der Zeichnung zeigt das Schema einer derartigen Dämpfungspumpe. In dem mit Flüssigkeit gefüllten Gehäuse 1 ist der mit Ausströmöffnungen 2 versehene Kolben 3 angeordnet. Wird der Kolben mit der Kraft K beaufschlagt, entsteht in dem abgeschlossenen Raum 4 ein Druck wenn F die Kolbenfläche ist. Der Kolben 3 bewegt sich dabei in dem Maße mit der Geschwindigkeit V, wie aus dem Raum 4 Dämpfungsflüssigkeit durch die Fläche f der Öffnungen 2 herausgedrückt wird. Bekanntlich gilt für die Durchflußmenge die Beziehung wobei g die Ausflußzahl, also das Produkt aus der Kontraktionsziffer und dem Beiwert für die Verkleinerung der Mittelgeschwindigkeit darstellt. Mit o ist hierin in üblicher Weise die Dichte angegeben. Für die Geschwindigkeit des Kolbens 3 hingegen gilt der Ausdruck man erkennt daraus, daß V mit d. h. anwächst. Diese Geschwindigkeitszunahme will man aber aus den obigen Gründen bei einer Dämpfungseinrichtung für elektrische Schaltgeräte unbedingt vermeiden.
• Bei einer Dämpfungspumpe, deren in der Kolbenstange angeordnete Ausströmöffnung als Düse ausgebildet ist, wurde die Anordnung so getroffen, daß die Düse von außen einstellbar ist. Es ist auch bekannt, einen zusätzlichen, mit der Kolbenstange verbundenen Ventilkolben anzuordnen, mit dem der Durchströmquerschnitt der Düse durch Verdrehen der Kolbenstange verändert werden kann. Bei diesen Ausführungen ist zwar durch einen Eingriff ein Verstellen der Ausströmöffnung von Fall zu Fall möglich, ein selbsttätiges Anpassen der Dämpfungseinrichtung an die jeweilige Beanspruchung kann damit aber nicht erzielt werden. Bei einer anderen Ausführung steht die Kolbenstange mit dem Kolben über ein federndes Glied in Verbindung. Tritt ein starkerDruck auf, wird dieinderKolbenstangeangeordneteDrosselöffnung durch Verschieben der Kolbenstange gegenüber dem Kolben verändert, gegebenenfalls vollständig verschlossen. Diese Dämpfungspumpe eignet. sich für die stufenweise Dämpfung eines Beschleunigungsvorganges, ist aber dann nicht zu verwenden, wenn es darauf ankommt, einen Bewegungsablauf mit konstanter Geschwindigkeit sicherzustellen.
• Es sind ferner Flüssigkeitsdämpfungspumpen bekanntgeworden, bei denen die wirksame Kolbenfläche aus zwei in ihrer gegenseitigen Lage veränderbaren Teilkolben besteht. Die Teilkolben sind hierbei aneinander federnd geführt. Diese Dämpfungspumpe weist zwar eine progressive, vom Druck abhängige Dämpfungscharakteristik auf, jedoch wird dabei ein abgestufter Geschwindigkeitsverlauf erzielt. Eine andere bekannte Dämpfungspumpe, die kontinuierlich mit zunehmendem Druck härter wird, weist demgegenüber einen einfachen Kolben auf, und als Steuerglied ist ein Doppelschieber in einem besonderen Umgehungskanal angeordnet.
• Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsdämpfungspumpe zur Steuerung der Schaltstiftgeschwindigkeit beim Ausschalten von elektrischen Leistungsschaltern mit einem in einem Druckgehäuse verschiebbaren Bremskolben, der mit einer druckveränderlichen Ausströmöffnung für die Dämpfungsflüssigkeit versehen ist und dessen wirksame Kolbenfläche aus zwei in ihrer gegenseitigen Lage veränderbaren, aneinander federnd geführten Teilkolben besteht. Es liegt die Aufgabe zugrunde, die Dämpfungspumpe so auszubilden, daß eine konstante, vom Druck in der Löschkammer unabhängige Schaltstiftgeschwindigkeit gewährleistet ist.
• Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der eine Teilkolben mittels eines eine Druckfeder durchsetzenden Bolzens in der mit dem anderen Teilkolben fest verbundenen Kolbenstange gleitend derart geführt ist, daß die beiden Teilkolben miteinander einen selbsttätig druckveränderlichen-'Ringspalt bilden, dessen Querschnittsfläche sich proportional mit dem Kehrwert aus der QuadratNvurzel des im Gehäuse entstehenden Druckes ändert. Diese Dämpfungspumpe weist also eine besondere Charakteristik auf, die sich aus der nach einer-bestimmten Funktion gestalteten Veränderung des Ringspaltes ergibt. Um der ausströmenden Flüssigkeit möglichst einen unbeachtlichen Widerstand entgegenzusetzen, 'ist der äußere Teil des Kolbens mit im Vergleich -zur Fläche des Ringspaltes wesentlich größeren Auslässen versehen. -An Hand der schematischen Darstellung A b b. 2 wird des weiteren ein praktisches Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. In dem mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Gehäuse 1 ist der aus zwei gegeneinander veränderbaren- Teilen 2, 3 bestehende Kolben angeordnet. Der Teilkolben 2 ist durch den Bolzen 4, der die Druckfeder 5 durchsetzt, in der Kolbenstange 6 des Teilkolbens 3 gleitend geführt. Der Teilkolben 3 hat den Innendurchmesser d und ist, wie ersichtlich, mit verhältnismäßig großen Auslässen 7 versehen. Die Breite des zwischen beiden Kolbenteilen bestehenden, als Ausströmöffnung dienenden Ringspaltes a ist von der relativen Lage s der Teile zueinander abhängig. Von- der Kraft K wird der Teil 3 angetrieben, mit dem der Teil 2 über die Feder 5 in kraftschlüssiger Verbindung steht. Es gilt hierbei die Beziehung wobei G die Federkonstante von 5 ist.
• Werden nun die Innenkonturen vom Teilkolben 3 so ausgebildet, daß die Ringspaltbreite ist, dann ergibt sich, da die Fläche des Ringspaltes f .-zz; azd ist, daß die Durchflußmenge Q und damit die Geschwindigkeit V unabhängig von denn im Raum 8 auftretenden Druck p, d. h. von der auf den Kolben ausgeübten Kraft K, wird. Man hat es durch geeipete Wahl der Federkonstante C und der Ringspaltbeeite d m %er ` -Iän"; die für die Anpassung .`an den jewili'gen ` Druck p:- erforderliche :Relativbewe= gung s sehr klein zu halten, so daß die Kolbenteile 2,3 praktisch als Einheit wirken.
• Es- läßt sich daher-''in vorteilhafter Weise durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Maßnahme mit einfachen Mitteln und ohne Schwierigkeiten eine selbsttätige Anpassung der Dämpfungspumpe an alle vorkommenden Fälle erreichen, wodurch eine konstante Schaltgeschwindigkeit sichergestellt ist.

Claims (2)

1. Patentansprüche: - 1. -Flüssigkeitsdämpfüngspumpe zur Steuerung der Schaltstiftgeschwindigkeit beim Ausschalten von elektrischen Leistungsschaltern mit einem in einem Druckgehäuse verschiebbaren Bremskolben, der mit einer druckveränderlichen Ausströmöffnung für die Dämpfungsflüssigkeit ver= sehen ist und dessen wirksame Kolbenfläche aus zwei in ihr gegenseitigen Lage veränderbaren, aneinander federnd geführten Teilkolben besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Teilkolben (2) mittels eines eine Druckfeder (5) durchsetzenden Bolzens (4) in der mit dem anderen Teilkolben (3) fest verbundenen Kolbenstange (6) gleitend derart geführt ist, daß die beiden Teilkolben miteinander einen selbsttätig druckveränderlichen Ringspalt bilden, dessen Querschnittsfläche sich proportional mit dem Kehrwert aus der Quadratwurzel des im Gehäuse (1) entstehenden Druckes ändert.
2. 2. Flüssigkeitsdämpfungspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Teil des Kolbens (3) mit im Vergleich zur Fläche des Ringspaltes wesentlich größeren Auslässen (7) versehen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 1024 145, 1088133.