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Elektrischer Schalter mit hydraulischer Betätigung Aus der deutschen
Patentschrift 1 175 334 ist ein elektrischer Schalter mit hydraulischer Betätigung
durch einen Antrieb bekannt, dessen Zylinder uber ein liouptventil und ein dieses
steuerndes Vorsteuerventil wahlweise mit Druckflüssigkeit beaufschlagt wird.
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Bei diesem Schalter ist vorausgesetzt, daß das Kommando für das Vorsteuerventil
solange gegeben wird, bis der Schaltvorgang mit Sicherheit abgeschlossen ist.
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Die Erfindung hat sich demgegenäber einen hydraulischen Antrieb zum
Ziel gesetzt, bei dem es auf die Dauer der Kommandogabe nicht ankommt, so daß auch
kurzzeitige Kommando für eine vollständige Schaltung ausreichen. Erfindungsgemäß
gelingt dies dadurch, daß im Vorsteuerventil eine beim Öffnen zusätzlich mit Druck
beaufschlagte Ventiltellerflache vorgesehen ist, deren Kraft das Vorsteuerventil
offenhält, und daß am Zylinder eine Bohrung angebracht ist, die mit einem im Zylinder
beweglichen Kolben als Schieber zusammenwirkt und in dessen einer Endstellung die
zusätzliche Beaufschlagen des Vorsteuerventils unwirksam macht.
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Der Schalter nach der Erfindung benötigt das Kommando nur zur vinleitung
des Schaltvorganges. Das Ende des Schaltvorganges wird dann durch die Stellung des
Antriebskolbens im Zylinder angezeigt und zum Umsteuern der Ventile benutzt.
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Die bei der Erfindung zusätzlich mit Druck beaufschlagte Fläche eines
Ventiltellers kann von dem Ventilteller eines dem gleichen
flauptventil
zugeordneten Auslaßventils gebildet werden. Der Ventilteller kann in vielen Fällen
sogar von einem gemeinsamen beweglichen Ventilglied gebildet werden, das vorzugsweise
eine Kugel ist.
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Dabei sollte der Ventilsitz für die in Öffnungsrichtung beaufschlagte
Flache des Ventilgliedes kleiner als der in der Schließstellung beaufschlagte Sitz
des Auslaßvorsteuerventils sein. Dann ist nämlich nach dem Öffnen des SinlaR- und
dem Schließen des aus laßvorsteuerventils die durch die Fläche des Auslaßvorsteuerventils
gegebene Kraft, die das Einlaßvorsteuerventil offenhält, genügend groß, um unabhängig
von der Kommandogabe ein vorzeitiges Schließen des Vorsteuerventils zu verhindern.
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Eine andere Ausführungsform der Erfindung läßt sich günstig mit zwei
Ventiltellern für das Einlaß- und das Auslaßvorsteuerventil verwirklichen, die über
einen Stößel miteinander gekoppelt sind.
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An diesem kann ein mit Hilfe der Bohrung beaufschlagbarer Kolben angreifen.
Der Kolben kann auch zum hydraulischen Öffnen des Vorsteuerventils benutzt werden.
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Die Erfindung kommt für einfach und doppelt wirkende Antriebe in Frage,
und zwar sowohl für Antriebe mit gleich großen Kolbenflächen als auch für Differentialkolben.
Bei doppelt wirkenden Antrieben kann man zweckmäßig eine symmetrische Anordnung
von Bohrungen am Zylinder verwenden, damit die Vorsteuerventile des doppelt wirkenden
Antriebs gleichmäßig umgesteuert werden.
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Die Aufrechterhaltung der Beaufschlagung des Antriebs bis zum Ende
des Kolbenweges liefert bei der Erfindung eine weitgehend gleichmäßige Antriebskraft
über den gesamten Ilub. Dies entspricht aber nicht immer den Anforderungen an die
Kraft zur Betätigung des Schalters. Deshalb kann man als weitere Verbesserung an
dem Kolben des Antriebs einen Dämpfungskolben unnittelbarbefestigen, der in
einem
mit dem Zylinder verschraubten Dämpfungszylinder gleitet.
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Man erhält dadurch ein geschlossenes Gebilde, das trotz der sicheren
und gleichmäßigen Steuerung der Druckmittelzufuhr eine in weitem Umfang hubabhängig
variable Antriebskraft zur Betätigung eines elektrischen Schalters liefert.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden an Hand der
schematisierten Zeichnung ein Ausführungebeispiel beschrieben, mit 1 ist ein elektrischer
Schalter bezeichnet, der von einen hydraulischen Antrieb 2 betätigt wird. Der Schalter
1 ist z.3.
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ein Hochspannungs-Hochleistungsschalter für 110 oder mehr kV und ein
Schaltvermögen von 5000 MTJA.
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Der antrieb 2 umfaßt einen Antriebszylinder 4, an den ein Dämpfungszylinder
5 angeschraubt ist. Im Antriebszylinder 4 gleitet ein Antriebskolben 6, der mit
dem Schalter 1 über eine Kolbenstange 7 gekoppelt ist, während auf der gegenüberliegenden
Seite eine Kolbenstange 8 zu einem Dämpfungskolben 9 im Dämpfungszylinder 5 führt.
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Energiequelle für den doppelt wirkenden Antrieb ist ein hydraulischer
Kolbenspeicher 12, an den symmetrisch zwei Ventilketten 13 und 14 für den Ein- und
den Ausschaltvorgang angeschlossen sind.
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Die Elemente der Ventilketten sind mit gleichen Bezugszeichen versehen
und durch Indices A für Äusschalten und E für Einschalten unterschieden. Zu jeder
Ventilkette gehört ein Hilfsventil 15A, E, das von hand oder mit einem Magneten
16A, 9 zu betätigen ist. Das Hilfsventil 1G ist über eine Leitung 17A, g mit dem
Speicher 12 verbunden. Der Auslaß 18A, z jedes Hilfsventils 15 führt über eine Drossel
19A, z in einen Niederdruckbehälter 20A, 3 und über eine ungedrosselte Leitung 22A,
X zu einen Vorsteuerventil 23A, E.
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Das Vorsteuerventil 23 umfaßt zwei durch ein gemeinsames Gehäuse 24A,
7 vereinigte Kugelventile 25A, E und 26A, E. Das Ventil 25A, E ist über eine Leitung
28A, E mit dem Kolbenspeicher 12 verbunden.
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Sein Auslaß ist über eine Leitung 294, 3 an ein Hauptventil 30A, E
angeschlossen. Die Leitung 29A, E steht über einen Zweig 32A, E auch mit dem Kugelventil
26A, E in Verbindung, dessen Auslaß in einen Niederdruckbehälter 33A, E führt.
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Zwischen den Ventilen 25A, E und 26A, E ist ein Kolben 35A, E untergebracht,
der mit Stößeln 36A, E und 37A, E die Ventile 25A, E und 26A, E verbindet. Der Zylinder
384, E des Kolbens 35A, z ist einerseits an die Leitung 22A, E angeschlossen. Das
andere Ende des Zylinders 38 steht mit einer Leitung 39A, E in Verbindung.
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Zum I1auptventil 30h, E gehört ein Einlaßventil 404, 3 mit einem Ventilteller
41 und einem Antriebskolben 42. Der durch den Ventil teller 41 gesperrte Durchlaß
steht über eine Leitung 43A, E mit dem Speicher 12 in Verbindung. Im Innern des
Hauptventils führt das Einlaßventil in ein Auslaßventil 45A, , dessen Ventilsitz
16A, E an einen Niederdruckraum 47A, E angeschlossen ist, während das bewegliche
Ventilglied-19A, E mit einem Kolben 48A, E in Verbindung steht. Das Auslaßventil
45E des für das Einschalten vorgesehenen Hauptventils 30E ist unter der Wirkung
einer Feder 55 normalerweise geöffnet. Das Auslaßventil 45A in dem zum Ausschalten
vorgesehenen Hauptventil 30A wird dagegen von einer Feder 56 normalerweise geschlossen
gehalten. Die Kolben 48A, E und 424, E können über die Leitungen 29A, E mit Druck
beaufschlagt werden.
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Die Leitung 39E ist an eine Bohrung 50 am einen Ende des Antriebszylinders
4 angeschlossen. Am anderen Ende führt die Deitung 39A von einer Bohrung 52 zu dem
Vorsteuerventil 26A der für das Ausschalten vorgesehenen Ventilkette 14.
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Der Schalter 1 ist in der Ausschaltstellung gezeichnet. Zum Rinschalten
wird z.B. durch Erregen des Magneten 16E das Hilfsventil 15E geöffnet. Dadurch gelangt
Druckflüssigkeit in den Zylinder 38E und schiebt mit dem Kolben 353 das Ventil 25E
des Vorsteuer-ventils 23E auf. Das aus der Leitung 28E in die Leitung 29E übertretende
Druckmittel wirkt auf das Ventilglied des Ventils 26. Deshalb wird das Ventil 25E
auch dann offengehalten, wenn das Ventil 155 schließen sollte.
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Die Beaufschlagung der Leitung 293 ergibt einen Druck auf die Kolben
42E und 48E. Deshalb wird das Einlaßventil 40E geöffnet, während das Auslaßventil
5 schließt. Nunmehr gelangt Druckmittel aus den Speicher 12 über die Leitung 43
in die zum Zylinder 4 führende Leitung 49. Dort setzt sich der Antriebskolben 6
in Bewegung und schaltet den Schalter 1 ein.
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Am Ende des Einschaltvorganges überfährt der Kolben 6 die Bohrung
50. Dadurch gelangt Druckmittel über die Leitung 393 in den Zylinder 38S. Der Kolben
353 bewegt sich dann nach rechts, so daß das Ventil 25E schließen und das Ventil
26E öffnen kann. Die Leitung 29E kommt über die Leitung 323 mit dem Niederdruckraum
33E in Verbindung. Auf diese Weise werden die Kolben 42E und 48E entlastet, so daß
das Einlaßventil 40E geschlossen und das Auslaßventil 45E geöffnet wird. Der Schalter
1 ist eingeschaltet und bereit für eine Ausschaltung, Für die Ausschaltung wird
in der gleichen Weise wie für das 3inschalten die Ventilkette 14 geöffnet, damit
das Druckmittel über die Leitung 494 in den Antriebszylinder 4 gelangt. Dadurch
wird der Kolben 6 nach rechts bewegt und der Schalter 1 in die gezeichnete Ausschaltstellung
zurückgeführt.
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1 Figur 6 AnsprUche