DE2047838C3

DE2047838C3 - Elektrischer Schalter mit hydraulischer Betätigung

Info

Publication number: DE2047838C3
Application number: DE19702047838
Authority: DE
Inventors: Joaquin Bohrdt; Gerhard Grieger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-09-22
Filing date: 1970-09-22
Publication date: 1979-01-11
Also published as: JPS5322261B1; DE2047838A1; CH529437A; DE2047838B2

Description

Dit Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schalter mit hydraulischer Betätigung, dessen Antriebskolben in Ausschaltrichtung ständig druckbelastet ist und über ein vorzugsweise hydraulisch gesteuertes Hauptsteuerventil wahlweise mit Druckmittel beaufschlagt oder von diesem entlastet ist, mit einem Vorsteuerventil, das ein bewegliches Ventilglied aufweist, das in der einen Stellung den Zufluß der Hydraulikflüssigkeit zum Hauptsteuerventil sperrt und den Abfluß der Hydraulikflüssigkeit vorn Hauptsteuerventil zum Niederdruckgefäß freigibt, in der anderen Stellung den Zufluß zum Hauptsteuerventil freigibt und den Abfluß zum Niederdruckgefäß sperrt.

Ein derartiger Schalter ist aus der US-PS 31 33 475 bekannt. Es ist möglich, daß bei kurzzeitiger Kommandogabe die Betätigung des Schalters und seine Überführung in die Ein- bzw. Ausschaltstellung unsicher wird. Zu diesem Zweck soll das Ventil, über das Druckmittel den Kolben wahlweise beaufschlagt, so lange geöffnet bleiben, bis der Antrieb die Endlage w> erreicht hat, ohne daß dazu eine besondere Hilfsenergie erforderlich ist oder ein Verlust an Hydraulikflüssigkeit auftritt.

Der Erfindung liegt die" Aufgabe zugrunde, eine sichere Betätigung auch bei kurzzeitiger Kommandoga^ h^r> be zu erzielen. Nach der Erfindung wird dies dadurch gelöst, daß das bewegliche Ventilglied mit zwei Ventilsitzen unterschiedlichen Durchmessers so zusanv menwirkt, daß die daraus resultierende unterschiedliche Kraft eine hydraulische Selbsthaltung des Ventils bewirkt

Das Vorsteuerventil selbst Hefen mit Hilfe der Druckflüssigkeit Kräfte, die unabhängig von der Dauer des Betätigungskommandos eine bestimmte Lage des Ventils sicherstellen.

Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in den Unteransprüchen enthalten.

Nähere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der schematischen Zeichnung.

Mit 1 ist als elektrischer Schalter ein Hochspannungs-Hochleistungsschalter bezeichnet, der mit einem Hydraulikantrieb 2 betätigt wird. Der Antrieb umfaßt einen Differentialkolben 3, dessen kleinere Kolbenfläche 4 über eine Leitung 5 ständig mit Hydraulikflüssigkeit von 200 at beaufschlagt ist Die größere Kolbenfläche 6 wird dagegen über ein Hauptventil 10 wahlweise mit Druckflüssigkeit beaufschlagt.

Das Haiintventil tO ist über eine leitung 11 an den als Energiequelle dienenden Hydraulikspeicher 12 angeschlossen, die zu einem Ventilteller 13 führt. Der normalerweise unter der Wirkung einer Feder 14 geschlossene Ventilteller 13 kann durch einen Kolben 16 in einem Zylinder 17 geöffnet werden, wenn dieser über eine Leitung 18miti iruckflüssigkeit beaufschlagt wird.

Der Ventilteller 13 bildet mit einem Ventilsitz 20 zusammen ein Einlaßventil 21. Bei seinem Öffnen verbindet er die Leitung 11 mit einer Leitung 22, die in den Zylinder des Antriebs 2 führt.

Zum Hauptventil 10 gehört ferner ein Auslaßventil 25, dessen bewegliches Ventilglied 26 von einer Feder 27 in die dargestellte Lage gedrückt wird. Der zugehörige Ventilsitz 28 wird nur dann verschlossen, wenn ein mit dem Ventilglied 26 verbundener Kolben 30 über eine Leitung 31 mit Druckmittel beaufschlagt wird.

An den Speicher 12 ist ein Vorsteuerventil 33 mit einer Leitung 31 unmittelbar a -geschlossen. Zum Vorsteuerventil gehört als bewegliches Ventilglied eine Kugel 34, die mit einem ersten Ventilsitz 35 und einem anderen Ventilsitz 36 zusammenwirken kann. Wie man sieht, verhält sich der Durchmesser der Ventilsitze 35 und 36 etwa wie 1 : 2. An den Ventilsitz 35 ist die Leitung 31 angeschlossen. Der Ventilsitz 36 führt über eine Leitung40 in einen Niederdruckbehälter 41.

Das bewegliche Ventilglied 34 steht über einen Stößel 44 mit einem Kolben 45 in Verbindung, der über einen zweiten Stößel 46 mit einem weiteren Kolben 47 verbunden ist. Auf den Kolben 47 wirkt eine Feder 48.

Den Zylinder 50 des Kolbens 45 kann man über Leitungen 51 und 52 von beiden Enden her mit Druckmittel beaufschlagen. Der Zylinder 54 des Kolbens 47 ist dagegen über eine Leitung 55 im Bereich der Feder ständig mit der Druckmittelquelle 12 verbunden, während die andere Seite über eine Leitung 56 in einen Niederdruckraum 57 führt.

Die beiden Leitungen 51 und 52 sind an zwei vorzugsweise gleiche Ventile 60 und 61 angeschlossen, die mit dem Speicher 12 einerseits in Verbindung stehen. Parallel zu den Leitungen 51 und 52 ist über Drosseln 63 und 64 jeweils ein Niederdruckraum 65 und 66 angeschlossen, um Leckverluste ohne störenden Druckaufbau ableiten zu können. Die Ventile 60 und 61 Werden durch Elektromagneten 68 Und 69 gesteuert.

Der Schalter 1 ist ausgeschaltet. Dabei steht das vom Hydraulikspeicher 12 gelieferte Druckmittel aus der Leitung 5 an der kleineren Kolbenfläche 4 des Kolbens 3

an. Die Kolbenfläche 6 ist nicht beaufschlagt, weil die Leitung 22 über das Ventil 25 entlastet ist.

Zum Einschalten wird der Magnet 68 erregt. Dadurch treibt die durch die Leitung 51 zuströmende Druckflüssigkeit den Kolben 45 nach rechts, so daß das aus der Leitung 31 anstehende Druckmittel das bewegliche Ventilglied 34 nach rechts gegen den größeren Ventilsitz 36 drückt. Die Kraft, die am Ventilsitz 36 entsteht, ist groß genug, um auch nach dem Schließen des Ventils 60 den Kolben 47 entgegen der Wirkung des aus der Leitung 55 anstehenden Druckmittels rechts zu halten, so daß der Ventilsitz 35 frei bleibt

Durch das Abheben des Ventilgliedes 34 vom Ventilsitz 35 gelangt Druckflüssigkeit über die Leitungen 18 und 31 gleichzeitig in die Ventile 21 and 25. Das Ventil 21 wird geöffnet, das Ventil 25 schließt Auf diese Weise kann Druckmittel aus der Leitung 11 über die Leitung 22 auf die größere Fläche des Kolbens 3 gelangen und diesen mit dem Schalter 1 in Einschaltrichtung bewegen. Der Schalter bleibt dann eingeschaltet, sofern das Druckmittel einen genügenden Druck ausübt.

Zum Ausschalten wird das Ventil 61 vom Magneten 69 geöffnet Das Druckmittel gelangt durch die Leitung 52 auf die dem Ventilglied 34 abgekehrte Seite des Kolbens 45. Dadurch entsteht eine Kraft, die zusammen mit der vom Kolben 47 und der Feder 48 ausgeübten Kraft in «er Lage ist, das Ventilglied 34 vom Ventilsitz 36 abzuheben. Nach dem Abheben verringert sich die am Ventilkörper wirkende Kraft ganz wesentlich. Sie ist am Ende des Hubes nur noch durch den wesentlich kleineren Durchmesser des Ventilsitzes 35 bestimmt In dieser Lage bleibt das Ventilglied 34 auch nach dem Schließen des Ventils 61, weil die Kraft der Feder 48 und

ίο die Kraft des Kolbens 47 größer ist als die vorgenannte Kraft in Gegenrichtung.

Der Druckmittelzufluß von der Leitung31 her ist nun abgesperrt Gleichzeitig kommt die Leitung 18 über die Leitung 40 mit einem Niederdruckgefäß in Verbindung,

ΐΐ so daß die Kolben 16. und 30 entlastet werden. Der Kolben 16 wird von dem über die Leitung 11 anstehenden Druckmittel nach oben bewegt, so daß das Ventil 21 schließt. Die Feder 27 drückt den Kolben 30 nach oben und der Ventilsitz 28 wird freigegeben.

Mithin wird die größere Kolben^äche 6 über die Leitung 22 und das Auslaßventil 25 entlastet. Das an der kleineren Kolbenfläche anstehende Druckmittel bringt den Antrieb 3 und damit den Schalter 1 in die in der Figur gezeichnete Ausschaltlage.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrischer Schalter mit hydraulischer Betätigung, dessen Antriebskolben in Ausschaltrichtung ständig druckbelastet ist und über ein vorzugsweise ·, hydraulisch gesteuertes Hauptsteuerventil wahlweise mit Druckmittel beaufschlagt oder von diesem entlastet ist, mit einem Vorsteuerventil, das ein bewegliches Ventilglied aufweist, das in der einen Stellung den Zufluß der Hydraulikflüssigkeit zum to Hauptsteuerventil sperrt und den Abfluß der Hydraulikflüssigkeit vom Hauptsteuerventil zum Niederdruckgefäß freigibt, in der anderen Stellung den Zufluß zum Hauptsteuerventil freigibt und den Abfluß zum Niederdruckgefäß sperrt, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Ventilglied (34) mit zwei Ventilsitzen (35,36) unterschiedlichen Durchmessers so zusammenwirkt, daß die daraus resultierende unterschiedliche Kraft eine hydraulisch.. Selbsthaltung des Ventils (33) bewirkt

2 Elektrischer Schalter nach Anspruch 1 mit einem als Differentialkolben ausgebildeten Antriebskolben, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Ventilglied (34) in der Stellung, in der es am Ventilsitz (36) größeren Durchmessers anliegt, 2·; für die Beaufschlagung der größeren Kolbenfläche (6) des Differentialkolbens sorgt.

3. Elektrischer Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz größeren Durchmessers mit dem Niederdruckgefäß (41) ver- ω bunden ist

4. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeicl.net, daß das Hauptsteuerventil aus einem Linlaßventil (21) und einem Auslaßventil (25) besteht, die gei..einsam hydraulisch i^r> betätigt werden.