DE2603041A1

DE2603041A1 - Elektrischer schalter mit hydraulischem antrieb

Info

Publication number: DE2603041A1
Application number: DE19762603041
Authority: DE
Inventors: Guenter Rapp; Arthur Thill
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1976-01-28
Filing date: 1976-01-28
Publication date: 1977-08-04
Also published as: CH601910A5

Description

Elektrischer Schalter mit hydraulischem Antrieb
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schalter mit hydraulischem Antrieb, dessen Schaltkontakte mit einem in einem Arbeitszylinder gleitenden Differentialkolben verbunden sind, wobei für den Kolben zwei mit je einem Rückschlagventil versehene Dämpfungseinrichtungen vorgesehen sind, um die Bewegung des Kolbens in den beiden Endlagen abzubremsen.
Hydraulische Antriebe in elektrischen Schaltgeräten müssen, insbesondere bei autopneumatischen Hochspannungs-Leistungsschaltern, bei der Ein- und Ausschaltung relativ große Kräfte aufbringen.
Bei einer Ausschaltung hat der Antrieb neben der Kontaktstückbewegung zusätzlich noch das Löschmittel, meist SF6, zu verdichten. Trotz der großen benötigten Antriebskraft muß der Schalter auch noch ausreichend schnell arbeiten, d.h., die Kontakttrennung und Lichtbogenlöschung muß in einem Zeitraum von einigen ms vollzogen sein. Hierbei entsteht das Problem, den sich schnell bewegenden Kolben mit den daran befestigten Massen in den beiden Endlagen durch ei ne Dämpfungsvorrichtung abzubremsen.
Hierzu sind verschiedene AnordnunGen be}annt. So ist z .3. in der CELID1ULIKFI?3Et, raustopI ellag, Wiesbaden, 1960, 5. 141, Abb. 12.3c ein Hydraulikzylinder mit einen an beiden Enden sich verjüngenden Differentialkolben abgebildet. Der Kolben ist an den verjüngten Enden mit konischen Nuten versehen. An den beiden Stirnseiten des Zylinders sind zwei im wesentlichen aus einem gedrosselten Rückschlagventil bestehende Dämpfungseinrichtungen angebaut. Nach Einlauf des verjüngten Kolbenteils in eine entsprechende Bohrung des Zylinderkopfes muß die Druckflüssigkeit durch die konischen Nuten des Kolbens strömen. Infolge der dadurch eintretenden Verringerung des Auslaßquerschnitts wird die Kolbenbewegung abgebremst.
Damit in der entgegengesetzten Bewegungsrichtung des Kolbens, also in der Beschleunigungsphase, dieser schnell anläuft, ist die Dämpfungseinrichtung durch ein parallel geschaltetes Rückschlagventil überbrückt. Durch dieses kann sich der Zylinderraum während der Beschleunigung schnell mit der Druckflüssigkeit füllen Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Dämpfungseinrichtung mit Rückschlagventilen und Drossellung so auszubilden, daß sich gegenüber dem Stand der Technik eine raumsparende, kostengünstige Anordnung ergibt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rückschlagventile im Bereich der Zylinderbohrung des Arbeitszylinders angeordnet sind.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung, die einen Hydraulikzylinder mit Differentialkolben in Ausschaltstellung und erfindungsgemäßer Dämpfungseinrichtung im Schnitt zeigt, näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Anordnung, bei der. die Mückschlagventile als Blattventile ausgebildet sind, Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der die 22ückschlagventile als federbelastete Sitzventile ausgeführt sind und innerhalb des Kolbens liegen.
Fig. 3 zeigt eine Modifikation des Kolbens bei der Anordnung nach Fig. 1.
In Fig. 1 ist mit 1 der Arbeitszylinder, mit 2 der Differential kolben bezeichnet. An einer Stange 3 sind die Schaltkontakte und Blasvorrichtungen des Schalters befestigt (nicht dargestellt). Der Zylinder 1 besitzt zwei Einlaßöffnungen 5,6 für das Druckmittel, z.B. Öl. Die Einlaßöffnungen münden in Einstiche 7,8, die in die Zylinderinnenwand eingedreht sind. Von den Einstichen aus führen mehrere über den Umfang verteilte Bohrungen 9,10 in den Zylinderhohlraum. Ferner gehen von den Einstichen ringförmig Bohrungen 11,12 parallel zur Zylinderachse aus, die mit ringförmigen Blattventilen 13,14 abgedeckt sind. Die Blattventile werden vorteilhaft von Federn 15,16 an die Bohrungen 11,12 angedrückt, um den Staudruck zu unterstützen.
Der Kolben 2 ist an den Enden verjüngt und mit konischen Nuten 17,18 versehen. Die Stange 3 ist mit dem Kolben 2 durch ein Gewinde 32 verbunden und durch eine Spannhülse 19 gesichert.
Bei einer Einschaltung wird Druckmittel durch die Einlaßöffnung 5 in den Zylinder 1 gepreßt. Das Druckmittel fließt durch die Bohrungen 11 und durch die Nuten 17 zur größeren Stirnsete des Differentialkolbens 2 und beschleunigt diesen hierdurch nach rechts. Durch die Drosselwirkung der Nuten 17 wird eine progressive Beschleunigung erzielt.
Die Abbremsung des Kolbens in der rechten Endstellung beginnt, sobald die rechte Stirnfläche 20 in Höhe des Blattventils 14 angelangt ist. Das Druckmittel im Ringspalt 21 wird dann durch die Nuten 18 hindurchgepreßt und vermindert dadurch die Geschwindigkeit des Kolbens 2.
Bei einer Ausschaltung wird Druckmittel in die Linla.Z-öffnung 6 geleitet. Die dadurch bewirkte 3eschleunigung des Kolbens nach links sowie dessen Abbremsung in er linken Endstellung durch die Komprimierung des Öls in Ringspalt 38 geschieht in entsprechender Weise ..ie bei der Einschaltung.
Eine Modifikation des Kolbens der Anordnung nach Wig. 1 ist in Fig. 3 dargestellt. Die Modifikation hat den Zweck, auch den Raum 31 zur Dämpfung bei einer Xusschaltung aus nutzen. 3er Einfachheit halber ist in Fig. 3 nur das linke Ende des Arbeitszylinders 1 mit fast ganz einneschobene:-r Kolben 2 (Ausschaltstellung) gezeichnet. Im Gegensatz zur Ausführung nach Fig. 1 sind hier die Einlaßöffnung 5 und das verjüngte Teil des Kolbens2 anders gestaltet. Die Einlaßöffnung 5 weist einen zweiten Einstich 33 auf, der mit dem Einstich 7 durch mehrere über den Umfang verteilte Bohrungen 34 verbunden ist. Weiterhin sind die konischen Nuten 17 auf dem verjüngten Ende des Kolbens 2 teilweise links verschlossen und nach rechts verschoben.
Sobald während einer Ausschaltung die Stirnfläche 35 die Kante 36 erreicht hat, beginnt die Kompression des Öles im Raum 31. Das Öl wird durch die Nuten 17 und die Sinlaßöffnung 5 herausgepreßt und bremst so zusätzlich zum Öl im Ringspalt 38 die Bewegung des Kolbens 2 ab. Durch die Ausnutzung beider Räume 38 und 31 zur Dämpfung werden die Dämpfungsdrücke im Öl kleiner. Hierdurch verringern sich die Anforderungen an die Druckbeständigkeit des Öles sowie des Zylinders 1.
Eine weitere Ausführung des Arbeitszylinders mit Kolben und Dämpfung ist in Fig. 2 dargestellt. Hier besitzt der Zylinder 1 einen durchgehend gleichen Durchmesser. Anders als in der Anordnung nach Rig. 1 sind hier die beiden Rückschlagventile 22,23 im Inneren des Kolbens 2 angeordnet. Die ventile sind als federbelastete Sitzventile ausgebildet md werden auf Stiften 24,25 geführt.
Zur Einschaltung strömt das.Druckmittel durch die Öffnung 5, die llingnut 27, die Bohrung 2o im Kolben 2, das sich öffnende ventil 22 und durch Bohrungen 26 in den linken Zylinderraum 31. hierdurch wird der Kolben 2 nach rechts beschleunigt.
In der rechten Endlage beginnt die Verzögerung, sobald die Nuten 18 die Kante 29 erreicht haben. Das im ium 30 befindliche Drucknittel muß dann durch die Nuten 18 und die Öffnung 6 ausströmen und bremst dadurch den Kolben 2 ab.
Die Ausschaltung erfolgt wiederum entsprechend der Einschaltung durch Druckbeaufschlagung der Öffnung 6 bzw.
Druckentlastung der Öffnung 5. Dabei strömt das Druckmittel durch die Öffnung 6 und das sich öffnende Ventil 23 in den Zylinderraum 30, wodurch der Kolben 2 nach links gedrückt wird. Kurz vor Erreichen der linken Endlage wird der Kolben entsprechend der Einschaltung abgebremst.
5 Seiten Beschreibung 6 Patentansprüche 3 31.Zeichnung (3Figuren) L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche 4. Elektrischer Schalter mit hydraulischem Antrieb, dessen Schaltkontakte mit einem in einem Arbeitszylinder gleitenden Differentialkolben verbunden sind, wobei für den Kolben zwei mit je einem Rückschlagventil versehene Dämpfungseinrichtungen vorgesehen sind, um die Bewegung des Kolbens in den beiden Endlagen abzubremsen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventile (13,14,22,23) im Bereich der Zylinderbohrung des Arbeitszylinders (1) angeordnet sind.
2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialkolben (2) in an sich bekannter Weise an beiden Enden verjüngt ist und die Verjüngung mit konischen Nuten (17,18) versehen ist.
3. Schalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventile (13,14) als ringförmige, federnde, an der Innenwand des Arbeitszylinders (1) anliegende Blattventile ausgebildet sind (Fig. 1).
4. Schalter nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß zur zusätzlichen Ausnutzung des Raumes (31) für die Dämpfung ein Einstich 33) vorgesehen ist, der mit einem Einstich (7) über Bohrungen (34) verbunden ist, und da die Nuten (17) im verjüngten Teil des DifferentialKolbens (2) versetzt angeordnet sind, unterschiedliche Längen haben und zum Teil als Sacknuten ausgebildet sind (Fig. 3).
5. Schalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch geleunzeichnet, daß die Rückschlagventile (22,23) innerhalb des Differentialkolbens (2) angeordnet sind (Fig. 2).
6. Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventile (22,23) als federbelastete Sitzventile ausgebildet sind (Fig. 2).