DE1540499A1 - Doppelwirkender Druckmittelantrieb fuer elektrische Schalter - Google Patents

Description

• Doppeltwirkender Druckmittelantrieb für elektrische Schalter Es ist bekannt, elektrische Schalter mit doppeltwirkenden Druckmittelantrieben zu betätigen. Diese Antriebsweise ist aber bisher in--der 1?r--ax-is-nur---f-ür Trennschalter -verbreitet,-die verhältnismäßig lange Schaltzeiten aufweisen, da sie leistung.-los geöffnet oder geschlossen werden. Ein Grund hierfür kann z.B. darin liegen, daß die Ventile zur Steue-rung den Druckmittels verhältnismäßig aufwendig sind, wenn sie absolut dicht sein sollen. Dies gilt auch für den Fall, daß man druckmittelbetätigte Hauptventile verviendet, die mit Hilfe von zugehörigen Steuerventilen geöffnet oder geschlossen werden. Außerdem ergeben die Ventile mit den zur Verfügung stehenden Betätigungskräften unerwünscht lange Eigenzeiten. Kleinere BEJ-genzeiten hingegen vergrößern den für die Ventpile erforderlichen Aufwand noch mehr.
• Die Erfindurebetrifft ebenfalls einen doppeltwirkenden Druckmittelant--iob für elekt--isrhe Schalter mit einem Antriebszylinde'r und Ventilen, die zum Ein- oder ilüsschalten eine von zwei Seiten des Antriebszylinde--s mit eine,- Druckmittelquelle vorbinden, wobei die Ventile e*ruckmittelbetätigte Hauptventile und zugehörige Steuerventile umfassen. E--findungsgemäß ist vorgesehen, daß für die beiden Seiten des Antriebszylinders nur ein Satz Ventile vorhanden ist und daß zwiEchen den Ventilen und den Antriebszylir"de-- ein Umsteuerorgar. liegz'.', das Zuum #r«,inschalten die eine, zum Ausschalten die andere Seit-, des Antrieb.-.-zylinders mit den Ventilen veibindet.
• Bei der Erfindung sind die fü--"- eine Seite des Antriebszylinders, bisher vorhandenen Ventile durch ein Umsteuerorgan ersetzt-, Dicses Umsteuerorgan kann z.B. ein Schieber sein, der unter der Wirkung einer Feder eine Riihestell"--,-g einnimmt, in der vorzugsweise die z'um Ausschalten die#,-,-.,ide Seite des An"Ü«riebszylinders mit den Ventilen verbunden ist. Auf die D-ichtigkeit kommt es dabei nicht an, weil das Umsteuerorg#in nur im Schaltaiagenblick selbst durch

  das Druckmittel beans-oruCh-#U- iSt. Deshalb

  verhältnismäßig eirfach ausgebildet sein, 1-t# es gegenüber

  den bisher üblichen Ventilen eine fühlbare Verringerung des Auf.wandes ergibt. Das Umsteuerorgan ist zweckmäßig elektrisch umsteuerbar.
• Hierbei karai man Umsteuerorgan und S,t-deuerventil Über einen Steuerschalter gemeinsam erregen. Die Magnotspulen können dabei parallel oder in Reihe geschaltet sein.
• Die bei der Erfindung erreichbare Vereinfachung erlaubt es, nicht nur vie bishe-- ein Steuerventil und ein Hauptventil zu vervienden, sondern auch ein Vorsteuerventil zur Betätigung des Steuerventils durch das Dru, ckmittel. Diese Anordnung ergibt eine doppelte Servovii-.kung und deshalb eine besonders große Vers-tiärkung der von außen aufgebrachten Betätigungskraft. Es empfiehlt siehe Haupt- und Steuerventil bei der Anordnung nach der Erfindung durch Rückschlagvcntile zu überbrücken, die in den Niederd#ucktei#l des Druckmittelsystems führen. Man vermeidet dadurch Pehlbetätigungen durch wi Leckstellen austretendes Druckmittel, wie anhand eines Ausführungsbeispieles später näher-erläutert wird. Aus dem gleichen Grunde kann auch das Vorsteuerventil mit Vorteil als Doppelvcntil ausgebildet sein, das in der Ruhestellung die Betätigungsleitung des Steuerventils mit dem Ni,ederdruckteil des Druckmittelsystems verbindet. Zur Erläuterung der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben, daa durch den Leitungsplan-eines Hydrauliksystems schematisch dargestellt ist.
• Der doppeltwirkende D--uckmittelantrieb 1 mit dem Antriebszylinder 2 und dem Antriebekolben 3 dient zum Betätigen eines nicht näher dargestellten Hochspannungeleistunguschaltern über Kolbenstangen 4. An die durch den Kolben 3 getrennten Teile des Zylinders 2 sind zwei-Druckmittelleitungen 6 und 7 angeschlossen, durch die das als Hydraulikflüssigkeit verviendete Drucköl -.u- und abströmt.
• Die Druckmittelleitungen 6, 7 führen zu' einem Uffiateuerorgan 10. Dies ist ein Schieber, der durch eine Feder 11 in der gezeichneten Ruhelage gehalten v.,ird. In dieser Lage verbindet er durch einen Schieberteil 15 mit zwei,parallelen Durchlässen die Leitung 7 mit einer D.-uckmittelleitv-ng 129 die-Leitung 6 mit einen Niederdruckbehälter 13.
• Der Schieber 10 besitzt eine Spule 14 zur elektromagnetischen Betätigung. Wi-ri dfe Spule 14 über einen später beschriebenen Steuerkreis.erregt, so wird der Schieberteil 16 mit zwei ge- kreuzten Durchlässen wirksam. Dieser.Schieberteil verbindet die Leitung 7 mit dem Sumpf 13 und schließi die Leitung 6 an. die D--uckmittelleitung 12 an. Die Druckmittelleitung 12 führt zu einem Hauptventil 20. Dieses Ventil ist ein sogenanntes steuerbaren Rückschlagventil mit einem durch die Kugel 21 dargestellten beweglichen Ventilgliedy das über eine gestrichelt gezeichnete Steuerleitung 22 vom Druckmittel betätigt vierden kann. Das Ventil 20 sperrt -im Ruhezustand eine Druckmittelleitung 23 gegenüber der Leitung12 zum Umstauerorgan-10 dicht ab. Wird es aufgesteuert, so gibt es einen für die schnelle Betätigung des Antriebs ausreichenden Durchtrittaquerschnitt frei.
• Die Leitung 23 führt zu einem Hochdruckspeicher 25s der von einer nicht dargestellten 2umpe über eine Leitung 26 mit dem Drucköl gefüllt und bei einem Druck von etwa 200 at gehalten wird Zur Steue--ung des Hauptventils 20 ist das Steuerventil 30 an die Leitung 22 angeschlossen. Das Ventil 30 ist ebenfalls ein druckmittelbetätigtes Rückschlagventil. Es steht über die Leitung 3; mit der Druckmittelleitung 23 in Verbindung. Seine eigenegestrichelt gezeichnete Steuerleitung 32 führt zu einem elektromagnetisch betätigten Vorsteuerventil 35.
• Das Vorsteuerventil 35 ist ein Magnetventil mit drei Anschlüssen. In der gezeichneten'Ruhestellung, die es unter der Wirkung der Peder 36 einnimmt, verbindet es die Steuerleitung 32 mit einem Nieder-druckgefäß 37. Der dritte Anschluß steht über die Leitung 38-mit der Druckmittelleitung 23 in Verbindung. Er vilri mit der Steuerleitung 32 verbundent vienn eine Magnetspule 40 erregt wird.
• Das Hauptventil 20 ist beim ii-usführungsbeispiel durch ein Rückcchlagventil 42 in Richtung zum Ilicderdruckgefäß 37 überbrücktg das zwiEchen der Druckmittelleitung 12 und de-- Steuerleitung 22 des Ventils 20 li#Zt. In gleicher Weise ist das Ventil 30 durch ein Rückschlagventil 43 zviischcn den iteuerleitungen-22 und 32 überbrückt.
• Der Druckmittelantrieb 1 ist im drucklosen Zustand gezeichnet. Zum Einschalten des an die Kolbenstangen 4 angeschlossenen Leistungsschalters wird ein Steuerschaller 50 eingelegt. E-verbindet dann mit einem Arbeitaat--omko.,itakt 51 den über einen Ruhestromkontakt 53 des zum Ausschalten dig..;nenden Steuerschalters 54 geschleiften positiven Pol der Steuerspannung mit der Spule 14 des Umsteuerorgans 10. Das andere Ende der Spule 14 ist Cindig mit dem negativen Pol der ibteuersparunung verbunden. Zugleich wird über den Arbeitontromkontakt 55 des Schalters 50 die Spule 40 des Vorsteuerventils 35 erregt, deren anderes Ende parallel -ur Spule 14 mit dem negativen Pol der Steuerspannung verbunden ipt. Deshalb werden las Vo.-.-'a-#-.euerventil 2.5 und das Umsteuerorgan 10 gleichzeitig jetätigt. Durch das Vorsteuerventil wird das -Steuerventil 30 geöffnet. Dieses betätigt das Ventil 20. Das

  Druckmittel gelangt ans den Speicher 25 durch die Leitungen 23 und

  12 in die Tieitung 6 den ##,ach rechte.

  Das dabei verdrängte Druckmittel entweicht über die Leitung 7 in den Niederdruckbehälter 13. Das Umsteuerorgan 10 erfordert bei der Erfindung nicht nur einen verhältnismäßig geringen Aufwand an Dichtigkeit, sondern. auch keine gioße Energie zur Betätigung, da auch bei Leistungsschaltern für den Einschaltvorgang im allgemeinen mehr Zeit zur Verfügung steht als für den AuaGchaltvorgang. Es gestattet damit einen erhöhten Aufwand für die Ventile 20, 30 und 35, da dieser Ventilsatz nur einmal vorhanden sein muß, obwohl es sich um einen doppeltwirkenden Antrieb handelt. Dieser erhöhte Aufwand ermöglicht-die gewünschte Schnelligkeit und eine hohe Betriebssicherheit. Hierzu zählt z.B. die Überbrückung der Ventile 20 und 30 durch die Rückschlagventile 42 und 43, die Fehlschaltungen durch Druckaufbau in der Leitung 7 bei Leckverlusten vermeiden. Das durchsickernde Druckmittel wird in das Niederdruckgefäß 37 abgeleitet.

Claims (1)

1. Patentansprüche i. Doppeltwirkender Druckmittelant(rieb für elektrische Schalterg i , ii,-be#-?ondere Iciatungsschalter, mitu einem ,'tnt-.icbszylJ-nder und Ventilen, die zum Ein- oder Ausschalten eine von zivc'i Seiten de,-, '.n-triebszylinders mit, einer D.uckmI'uuelqucllc verbinden, vio- bei die Vcntile drucknittelbetätigte und zugehörige Steuerver,-'fJile umfassen, dadurch geken-ntdichnetg daß für die beiden Seiten des Antriebszylinders nur ein Satz VentilAvor- handen ist und daß zwischen den Ventilen und dem Antriebozylinder ein UMsteuerorgan licgt, das zum Einschalten die eineg zum Ausschalten die andere Seite des Antriebszylinders mit den Ventilen verbindet. 2. Doppeltrirkender Druckmittelantrieb nach Anspruch 19 dadurch- gekennzeichnet, daß das Umsteuerorgan ein Schieber ist, dei-''#uhter der Wirkung einer Feder-ei.ne Ruhestellung einnimmt, in der di*c- zum Ausschalten dienende Seite des Antriebs-eylindero mit den Ventilen ve--bu.-idcn ist. 3. Doppeltwirkender Druckmittelantrieb nach Anspruch 1 oder 21 dadurch gekennzeichnet, daß das Umsteucro.rgan elektronagnetisch umsteuerbar ist. 4.. Doppeltwirkender Druckmittelantrieb nach, Anspruch 3, mit clektronagnetischer Betätigung des Steuerventils$ dadurch ggkennzeiclinet, daß Umsteuerorgan und Steuerventil übe#- einen Schalter gemeinsam erregt vierden. 5& Doppeltwirkender Druckmittelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein Vorsteuerventil zur Betätigung des Steüerventils durch das Druckmittel. 6. Doppeltwirker.der Druckmittelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Haupt- und Steuerventil durch Rückschlagventile überbrückt sind, die in den Niederdruckteil des Druckmittelsystems führen. 7. Doppeltwirkender Druckmittelantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekenInzeichnet,daß das Vorsteuerventil ein Doppelventil ist, das in der Rühestellung die Betätigungsleitung des Steuerven-It.iln mit dem Niederdruckteil des Druckmittelsystems verbindet.