DE1274719B

DE1274719B - Locking device for the piston of a drive cylinder, especially for high-voltage switchgear

Info

Publication number: DE1274719B
Application number: DE1965C0035188
Authority: DE
Inventors: Fritz Hoffmann
Original assignee: Continental Elektronidustrie AG
Current assignee: Continental Elektronidustrie AG
Priority date: 1965-02-27
Filing date: 1965-02-27
Publication date: 1968-08-08
Also published as: AT259059B; FR1500789A; BE676570A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.: Int. Cl .:

HOIhHOIh

Deutsche Kl.: 21c-41/01 German class: 21c -41/01

Nummer: 1274719Number: 1274719

Aktenzeichen: P 12 74 719.2-34 (C35188)File number: P 12 74 719.2-34 (C35188)

Anmeldetag: 27. Februar 1965 Filing date: February 27, 1965

Auslegetag: 8. August 1968Opening day: August 8, 1968

Die Erfindung betrifft eine Verriegelungseinrichtung für den Kolben eines Antriebszylinders, wobei mindestens ein im wesentlichen senkrecht zur Kolbenachse beweglicher Riegel vorhanden ist, der den Kolben in seiner Endlage formschlüssig festhält.The invention relates to a locking device for the piston of a drive cylinder, wherein at least one bolt which is movable substantially perpendicular to the piston axis is present, which the Holds the piston in its end position in a form-fitting manner.

Derartige Verriegelungseinrichtungen werden häufig beispielsweise für die hydraulischen oder pneumatischen Antriebe von Hochspannungsschaltgeräten benötigt, bei denen es darum geht, den Antriebskolben in seiner Endstellung zuverlässig festhalten. Es soll dadurch verhindert werden, daß der Antriebskolben beim Nachlassen des Drucks im Antriebsmittel unter dem Einfluß von Federn und/oder der Schwerkraft in seine Ausgangslage zurückkehrt. Eine ungewollte und unkontrollierte Bewegung des Antriebskolbens hätte insbesondere bei elektrischen Hochspannungsschaltgeräten die unangenehme Folge einer unvorschriftsmäßigen Ein- oder Ausschaltung, wobei in ungünstigen Fällen eine Zerstörung oder mindestens eine Beschädigung des Schaltgerätes die Folge ist.Such locking devices are often used, for example, for hydraulic or pneumatic Drives of high-voltage switchgear required, which are about the drive piston hold firmly in its end position. This is to prevent the drive piston when the pressure in the drive means is released under the influence of springs and / or gravity returns to its original position. Unintentional and uncontrolled movement of the drive piston would have the unpleasant consequence of an improper operation, especially in the case of high-voltage electrical switchgear Switching on or off, whereby in unfavorable cases a destruction or at least the result is damage to the switchgear.

Bei Vorhandensein einer Verriegelungseinrichtung kann der Druck im Antriebsmittel abgebaut werden, ohne daß sich das Antriebsorgan in Bewegung setzt. Zur Lösung dieser Aufgabe gibt es bereits Vorrichtungen, die sich im wesentlichen in zwei Gruppen einteilen lassen. Bei einer der bekannten Vorrichtungen befindet sich im Wege des Antriebskolbens ein quer zu diesem beweglicher Verriegelungsstift, der seinerseits von einem Kolben pneumatisch angetrieben wird. Dieser Verriegelungskolben wird auf beiden Seiten über getrennte Steuerluftleitungen beaufschlagt. Der Nachteil dieser bekannten Vorrichtung liegt vor allem darin, daß außer den Versorgungsleitungen für den Antriebszylinder zusätzlich zwei Steuerleitungen für den Verriegelungszylinder vorhanden sein müssen. Ein solcher Aufwand an Steuerleitungen ist aus mehreren Gründen unerwünscht, z. B. wächst mit der Länge der Leitungen auch die Ansprechzeit der über sie angetriebenen Kolben. Ferner bedingt jede zusätzliche Druckleitung auch ein zusätzliches Steuerventil. Im Schalterbau sind möglichst wenig Leitungen erwünscht, insbesondere deswegen, weil Bauteile verschiedenen Potentials überbrückt werden müssen.If a locking device is available, the pressure in the drive means can be reduced, without the drive member being set in motion. There are already devices to solve this problem, which can essentially be divided into two groups. In one of the known devices is in the way of the drive piston a transversely to this movable locking pin, the is in turn pneumatically driven by a piston. This locking piston is on both of them Sides pressurized via separate control air lines. The disadvantage of this known device is mainly due to the fact that, in addition to the supply lines for the drive cylinder, there are also two Control lines for the locking cylinder must be available. Such an expense on control lines is undesirable for several reasons, e.g. B. grows with the length of the lines Response time of the pistons driven by them. Furthermore, each additional pressure line also requires a additional control valve. As few lines as possible are desired in switch construction, especially because because components with different potentials have to be bridged.

Auf Grund dieser Nachteile wurde auch bereits eine zweite Art von Verriegelungseinrichtungen vorgeschlagen, bei der eine der beiden Steuerleitungen für den Verriegelungskolben weggelassen ist. Bei der bekannten Vorrichtung befindet sich der Verriegelungsstift im Antriebskolben und steht unter dem Einfluß einer Feder und des Antriebsmittels, unter Verriegelungseinrichtung für den Kolben eines
Antriebszylinders, insbesondere für
HochspannungsschaltgeräteBecause of these disadvantages, a second type of locking device has already been proposed in which one of the two control lines for the locking piston is omitted. In the known device, the locking pin is located in the drive piston and is under the influence of a spring and the drive means, including a locking device for the piston
Drive cylinder, especially for
High voltage switchgear

Anmelder:Applicant:

Continental Elektroindustrie AktiengesellschaftContinental Elektroindustrie Aktiengesellschaft

Voigt & Haeffner,Voigt & Haeffner,

6000 Frankfurt, Hanauer Landstr. 142-1726000 Frankfurt, Hanauer Landstr. 142-172

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Fritz Hoffmann, 6101 ReinheimFritz Hoffmann, 6101 Reinheim

deren Einwirkung der Riegel in eine Ausnehmung , der Zylinderwandung hineingepreßt wird. Lediglich bei der rückläufigen Bewegung wird der Verriegelungsstift, der gleichzeitig als Kolben ausgebildet ist, vom Druckmittel entgegen der Verriegelungsfeder in den Antriebskolben zurückgedrückt. Diese bekannte Verriegelungseinrichtung hat den Nachteil, daß der Verriegelungsstift auf der ganzen Länge des Kolbenhubes an der Zylinderwandung unter dem Druck von Feder und Antriebsmittel anliegt, wodurch im Laufe der Zeit ein erhöhter Verschleiß auftritt. Der Verschleiß äußert sich unter anderem in der Bildung von Riefen, die die Kolbenabdichtung im Laufe der Zeit zerstören. Die Folgen von Undichtigkeiten in Druckmittelantrieben sind aber bekanntlich Leckverluste, erhöhte Betätigungszeiten, ungleichmäßiger Bewegungsablauf usw.
Die vorstehend genannten Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß der Riegel mittelbar durch einen in Richtung der Kolbenachse beweglichen, vom Druckmittel gesteuerten Schieber mit dem Antriebskolben in Eingriff gebracht wird, wobei der Schieber eine schräge Steuerfläche aufweist.the action of which the bolt is pressed into a recess in the cylinder wall. Only during the backward movement is the locking pin, which is also designed as a piston, pushed back into the drive piston by the pressure medium against the locking spring. This known locking device has the disadvantage that the locking pin rests against the cylinder wall over the entire length of the piston stroke under the pressure of the spring and drive means, as a result of which increased wear occurs over time. The wear manifests itself, among other things, in the formation of grooves that destroy the piston seal over time. However, the consequences of leaks in pressure medium drives are known to be leakage losses, increased actuation times, uneven movement, etc.
The above-mentioned disadvantages are eliminated according to the invention in that the bolt is brought into engagement with the drive piston indirectly by a slide which is movable in the direction of the piston axis and is controlled by the pressure medium, the slide having an inclined control surface.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung vereinigt in sich folgende Vorteile: Der Riegel steht während derThe device according to the invention combines the following advantages: The bolt is during the

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Aufwärtsbewegung des Kolbens weder unter dem Einfluß einer Feder noch eines Druckmittels und erzeugt somit keinen Verschleiß an dem mit ihm zusammenwirkenden Kolben. Dadurch bleibt die Abdichtung des Kolbens im Zylinder lange Zeit erhalten. Die Vorrichtung läßt sich außerordentlich kompakt bauen, da der Riegel nicht als Antriebskolben dienen muß, sondern nur mittelbar angetrieben wird. Bei geeigneter Wahl der Neigung der schrägen Steuerfläche kann mit geringen Antriebsdrücken be- ίο reits eine außerordentlich wirksame Verklinkung erzielt werden, weil die schiefe Ebene die Wirkung einer Übersetzung hat. Wählt man schließlich die Neigung der Schrägfläche derart, daß der Steuerschieber sich unter dem Einfluß der Radialkraft des Riegels nicht axial verschieben kann, also selbsthemmend wirkt, so kann der Druck auf den Steuerschieber ganz abgebaut werden, ohne daß die Verriegelung aufgehoben wird. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Erfindungsgegen-Standes erfolgt die Bewegung des Schiebers in die Verriegelungsrichtung durch das Druckmittel des Antriebskolbens erst kurz bevor dieser seine Eridstellung erreicht. Dies kann beispielsweise durch Überströmkanäle geschehen, die vom Antriebskolben freigegeben werden. In diesem Falle kann auf eine Steuerleitung verzichtet werden, wobei der Zeitpunkt der Verriegelung automatisch durch den Kolben selbst gesteuert wird.Upward movement of the piston neither under the influence of a spring nor a pressure medium and thus does not produce any wear on the piston interacting with it. This leaves the Sealing of the piston in the cylinder has been preserved for a long time. The device can be extraordinary Build compact, since the bolt does not have to serve as a drive piston, but only indirectly driven will. With a suitable choice of the inclination of the inclined control surface, low drive pressures can be ίο an extremely effective latching can already be achieved because the inclined plane has the effect has a translation. Finally, if you choose the inclination of the inclined surface such that the control slide cannot move axially under the influence of the radial force of the bolt, i.e. self-locking acts, the pressure on the control slide can be completely reduced without the lock will be annulled. According to a particularly advantageous embodiment of the subject matter of the invention the slide is moved in the locking direction by the pressure medium of the Drive piston only shortly before it reaches its position. This can be done, for example, by Transfer channels happen that are released by the drive piston. In this case a Control line can be dispensed with, the time of locking being automatically activated by the piston is self-controlled.

Der Gegenstand der Erfindung eignet sich besonders vorteilhaft auch für eine Mehrfachanwendung, wobei mehrere Riegel auf den Umfang des Antriebskolbens verteilt sind und der Schieber die Form einer Hülse mit konischer Steuerfläche haben kann. Will man die Reibung zwischen Riegel und Kolben unterbinden, so ordnet man beispielsweise im Riegel an der Stelle, an der er den Schieber berührt, einen Dauermagneten an.The subject matter of the invention is also particularly advantageously suitable for multiple use, wherein several bolts are distributed on the circumference of the drive piston and the slide is in the form of a Can have sleeve with conical control surface. If you want to prevent the friction between bolt and piston, for example, you can arrange one in the bolt at the point where it touches the slide Permanent magnets.

Der Gegenstand der Erfindung ist in den F i g. 1 und 2 näher beschrieben, wobei darauf hingewiesen werden soll, daß als Antriebsmedium ebensogut ein Gas wie eine Flüssigkeit verwendet werden kann.The object of the invention is shown in FIGS. 1 and 2 described in more detail, being pointed out should be that a gas as well as a liquid can be used as a drive medium.

Fig. 1 zeigt die Verriegelungseinrichtung im Schnitt in der entriegelten oder Ruhestellung;Fig. 1 shows the locking device in section in the unlocked or rest position;

Fig. 2 stellt die Einrichtung in der verriegelten oder Arbeitsstellung dar.Fig. 2 shows the device in the locked or working position.

In F i g. 1 und 2 ist mit 1 der Antriebskolben, hier in Form eines Plungers, dargestellt. Dieser besitzt an seinem Ende eine Abschrägung oder einen Absatz 2. Der Kolben 1 bewegt sich in einem Zylinder, der aus der Kolbenführung 3 und einer Abschlußhülse 4 besteht. Der Kolben ist nach außen durch die Packung 5 abgedichtet. Die Druckmittelzufuhr zum Zylinder erfolgt durch die Rohrleitung 6. Von der Kolbenführung 3 und der Abschlußhülse 4 wird ein ringförmiger Hohlraum 7 gebildet, der den Steuerschieber 8, hier in Form einer Hülse mit konischer Fläche, längsbeweglich aufnimmt. Die Zylinderbohrung 9 ist durch einen Überströmkanal 10 mit dem Hohlraum 7 verbunden. Mittels des Überstromkanals wird die eine Fläche des Schiebers 8 von Druckmittel beaufschlagt, während die entgegengesetzte Fläche mit einer Steuerleitung 11 in Verbindung steht. Der Steuerschieber 8 besitzt an seiner Innenseite eine schräge Fläche 12, die mit dem senkrecht zur Kolbenachse verschiebbaren Riegel 13 zusammenwirkt. Der Riegel 13 kann mit einem Dauermagneten 14 versehen sein.In Fig. 1 and 2, 1 shows the drive piston, here in the form of a plunger. This owns at its end a bevel or a shoulder 2. The piston 1 moves in a cylinder, which consists of the piston guide 3 and an end sleeve 4. The piston is through to the outside the pack 5 sealed. The pressure medium is supplied to the cylinder through the pipe 6. From the piston guide 3 and the end sleeve 4, an annular cavity 7 is formed, which the Control slide 8, here in the form of a sleeve with a conical surface, receives longitudinally movable. The cylinder bore 9 is connected to the cavity 7 by an overflow channel 10. By means of the overcurrent channel one surface of the slide 8 is acted upon by pressure medium, while the opposite Area with a control line 11 is in communication. The spool 8 has on his Inside an inclined surface 12, which is connected to the bolt 13, which can be displaced perpendicular to the piston axis cooperates. The bolt 13 can be provided with a permanent magnet 14.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist wie folgt: Zunächst befindet sich der Antriebskolben 1 in Ruhestellung (F i g. 1), in der er unter der Wirkung einer äußeren Kraft, beispielsweise einer nicht dargestellten Feder, gehalten wird. Die Steuerleitung 11 ist drucklos. Durch Öffnen eines ebenfalls nicht dargestellten Ventils am jenseitigen Ende der Rohrleitung 6 wird der Kolben 1 vom Druckmittel angetrieben und bewegt sich in Pfeilrichtung. Kurz vor Erreichen der Endstellung gemäß F i g. 2 gibt der Kolben 1 den Überströmkanal 10 frei, so daß das Druckmittel auf die obere Seite des Schiebers 8 gelangt. Da die Steuerleitung 11 drucklos ist, gleitet der Schieber 8 nach unten und schiebt den Riegel 13 unter den Kolben 1.The mode of operation of the device is as follows: First, the drive piston 1 is in Rest position (F i g. 1) in which he is under the action of an external force, for example one not shown Spring, is held. The control line 11 is depressurized. By opening one, also not shown Valve at the far end of the pipeline 6, the piston 1 is driven by the pressure medium and moves in the direction of the arrow. Shortly before reaching the end position according to FIG. 2 gives the Piston 1 clears the overflow channel 10 so that the pressure medium reaches the upper side of the slide 8. Since the control line 11 is depressurized, the slide 8 slides down and pushes the bolt 13 under the piston 1.

Wird hierauf der Druck unter dem Kolben abgebaut, so setzt sieh dieser auf den Riegel 13. Bei geeigneter Neigung der Schrägfläche 12 tritt Selbsthemmung ein, und der Kolben 1 wird von Riegel 13 und Schieber 8 auch bei völliger Drucklosigkeit im Rohr 6 sicher in der Endstellung nach Fig. 2 gehalten. If the pressure under the piston is then relieved, the latter is placed on the latch 13. At a suitable inclination of the inclined surface 12, self-locking occurs and the piston 1 is locked by the bolt 13 and slide 8 securely held in the end position according to FIG. 2 even when there is no pressure in the pipe 6.

Zum Zwecke der Abwärtsbewegung des Kolbens 1 in Pfeilrichtung (F i g. 2) wird bei druckloser Leitung 6 die Steuerleitung 11 unter Druck gesetzt. Infolgedessen gleitet der Schieber 8 nach oben und gibt dabei den Riegel 13 frei. Das über dem Schieber verdrängte Öl entweicht durch den Überströmkanal 10 in die Leitung 6. Der Kolben 1 weicht unter dem Einfluß der in Pfeilrichtung wirkenden Kräfte nach unten aus, wobei das von ihm verdrängte Öl über die Leitung 6 abfließt.For the purpose of the downward movement of the piston 1 in the direction of the arrow (FIG. 2), when the line is depressurized 6 the control line 11 is pressurized. As a result, the slide 8 slides up and gives while the bolt 13 is free. The oil displaced above the slide escapes through the overflow channel 10 in the line 6. The piston 1 gives way under the influence of the forces acting in the direction of the arrow downwards off, the oil displaced by it flowing off via line 6.

Der Riegel 13 wird von einem Dauermagneten 14 in jeder Stellung an den Schieber geheftet und schleift infolgedessen nicht am Kolben. Es besteht selbstverständlich auch die Möglichkeit, den Dauermagneten in den Schieber einzusetzen. Eine besonders einfache Ausführung liegt dann vor, wenn die Riegel in Form von Kugeln ausgeführt werden.The bolt 13 is attached to the slide in every position by a permanent magnet 14 and grinds consequently not on the piston. There is of course also the option of using the permanent magnet to be inserted into the slide. A particularly simple design is when the bolt be executed in the form of balls.

Der Druck in der Steuerleitung 11 zum Ausschalten — es genügt hierbei ein kurzzeitiger Druckstoß — kann selbstverständlich auch durch einen Pumpkolben von Hand oder mit einem Elektromagneten erzeugt werden.The pressure in the control line 11 to switch off - a brief pressure surge is sufficient here - Can of course also by hand with a pump piston or with an electromagnet be generated.

Claims

Patent claims: *

1. Locking device for the piston of a drive cylinder, especially for high-voltage switching devices, wherein there is at least one bolt which is movable substantially perpendicular to the piston axis and which locks the piston in holds its end position positively, thereby characterized in that the bolt (13) indirectly by one in the direction of the piston axis movable slide (8) controlled by the pressure medium with the drive piston (1) in engagement is brought, wherein the slide (8) has an inclined control surface (12).

2. Locking device according to claim 1, characterized in that the movement of the Slide (8) takes place in the locking direction by the pressure medium of the drive piston (1).

3. Locking device according to claim 1 and 2, characterized in that the drive piston (1) allows access of the pressure medium to Slide (8) controls.

4. Locking device according to spoke 1 to 3 and / or 2, characterized in that the inclination of the control surface (12) to the direction of movement is chosen so that self-locking occurs.

5. Locking device according to claims 1 to 4, characterized in that the bolt (13) is pulled against the control surface (12) by magnetic forces.

6. Locking device according to claim 1 to 5, characterized in that a plurality of bolts (13) are distributed over the circumference of the drive piston (1), and that the slide (8) has the shape a sleeve with a conical control surface (12).

1 sheet of drawings