DE3046727A1 - Mit einem mechanischen antrieb ueber ein antriebsglied betaetigbarer druckgasschalter - Google Patents

Description

Mit einem mechanischen Antrieb über ein Antriebsglied betätigbarer Druckgasschalter

Die Erfindung betrifft einen mit einem mechanischen Antrieb über ein Antriebsglied betätigbaren Druckgasschalter, mit einem Schaltergehäuse, aus dem das Antriebsglied durch ein Flüssigkeitsbad in einem an das Schaltergehäuse anschliessenden Durchführungsgehäuse hindurch herausgeführt ist. Ein solcher Druckgasschalter ist beispielsweise aus der DE-AS 1 081 542 (entspricht CH-PS 385 955) bekannt. Das Flüssigkeitsbad erleichtert die Abdichtung des Innenraumes des mit einem elektronegativen Gas (beispielsweise SF,) unter Druck gefüllten Schaltergehäuses gegen den Aussenraum, in dem in aller Regel der Schalterantrieb angeordnet ist.

Mechanische Schalterantriebe, namentlich solche mit Federkraftspeicher, besitzen im Vergleich zu hydraulischen Schalterantrieben (z.B. gemäss CH-PS 601 910) den Vorteil, dass sie einfacher im Aufbau (daher sicherer im Betrieb) sind und ausserdem weniger träge arbeiten.

Zu Beginn eines Schalthubes sind jeweils erhebliche Massen zu beschleunigen, die dann am Ende des Schalthubes wieder abzubremsen sind.

Es sind bei Druckgasschaltern (auch bei solchen, in denen das Antriebsglied nicht durch ein Flüssigkeitsbad hindurch-

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geführt wird) bereits verschiedene Massnahmen vorgeschlagen worden, um diese Abbremsung der bewegten Schalterteile zu bewirken. In der Regel bestanden diese Massnahmen darin, dass der Antriebseinheit eine gesonderte, hydraulisch oder pneumatisch wirkende Brems- oder Dämpfungseinheit zugeordnet wurde, die am Ende eines Schalthubes (Ein- und/oder Ausschalthub) wirksam wurde. Diese Bauweise erfordert einen gewissen konstruktiven Mehraufwand an der Antriebseinheit, der dazu führen kann, dass diese komplizierter und mithin weniger betriebssicher wird.

Es ist daher als ein Zweck der Erfindung anzusehen, einen Schalter der eingangsgenannten Art zu schaffen, der bei einfachstem Aufbau der Antriebseinheit eine wirksame Bremsung oder Dämpfung der Bewegung des Antriebsgliedes bietet.

Dieser Zweck ist bei dem vorgeschlagenen Schalter gemäss der Erfindung dadurch erreicht worden, dass im Flüssigkeitsbad eine hydraulische, mit dem Antriebsglied zusammenwirkende Dämpfungsvorrichtung eingetaucht ist.

Die Flüssigkeit im Flüssigkeitsbad dient bei diesem Schalter somit nicht nur als Dichtmittel zwischen dem unter Ueberdruck stehenden elektronegativen Löschgas im Schaltergehäuse und der Umgebung, sondern auch als die zum Betrieb der hydraulischen Dämpfungsvorrichtung erforderliche Hydraulikflüssigkeit.

Die Erfindung ist nachstehend rein beispielsweise anhand der Zeichnung näher beschrieben, in deren einziger Figur ein Axialschnitt durch jenen Teil eines Druckgasschalters gezeigt ist, der im vorliegenden Zusammenhang von Interesse ist.

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Der dargestellte Druckgasschalter 10 besitzt ein aufrecht stehendes Gehäuse 11, von dem nur der unterste Teil, nämlich ein Teil eines Stützisolators 13 gezeigt ist. Das im wesentlichen rohrförmige, und mit einem elektronegativen Gas wie SF, unter Druck gefüllte Gehäuse 11 ist an seinem unteren Ende durch ein Durchführungsgehäuse 13 unter Zwischenlage einer Dichtung 14 dicht abgeschlossen. Das Durchführungsgehäuse 13 dient im wesentlichen zur dichten Herausführung einer Schubstange 15 aus dem unter Gasdruck stehenden Innenraum 16 des Gehäuses 11. An das obere Ende der Schubstange 15 sind die nicht dargestellten beweglichen Bestandteile des Schalters gekoppelt. Das untere Ende der Schubstange 15, d.h. jenes Ende,das aus dem Durchführungsgehäuse 13 herausragt, ist - wie schematisch angegeben - über ein Hebelgetriebe 17 an eine mechanische Antriebseinheit 18, beispielsweise an einem Federkraftspeicher, gekoppelt, mittels welcher die Schubstange 15 in ihrer Längsrichtung hin und her verschiebbar ist. Das Durchführungsgehäuse 13 weist einen im wesentlichen rohrförmigen Ge- häusekörper 19 auf, dessen Innenraum 20 gegen den Innenraum 16 hin mittels einer Führungsbüchse 21 dicht abgetrennt ist. Die mittels Bolzen 22 auf einer Schulter 23 im Gehäusekörper 19 festgeschraubte Führungsbüchse 21 weist eine zentrale, mit einem Dichtring versehene Führungs-5 bohrung 24 für die Schubstange 15 auf. Ausserdem ist in der Führungsbüchse 21 eine v/eitere Längsbohrung 25 vorhanden, die in eine in der Führungsbüchse 21 ausgebildete Umfangsnut 26 mündet. Diese steht ihrerseits mit einer im Gehäusekörper 19 ausgebildeten, allenfalls ein nach aussen hin schliessendes Rückschlagventil (nicht dargestellt) enthaltenden Anschlussbohrung 27 in Verbindung. An der Anschlussbohrung 27 ist in der Regel - wie schematisch angedeutet - ein Gaswächter 28 angeschlossen, mit dem sich somit der Zustand des Gases im Innenraum 16 überwachen lässt.

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Das untere Ende des Gehäusekörpers 19 ist mit einem mittels Bolzen 29 festgeschraubten und mittels einer Dichtung 30 abgedichteten Bodenteils 31 abgeschlossen, in welchem ebenfalls eine Führungsbohrung 32 für die Schubstange 15 ausgebildet ist. Im Innenraum 20 ist ein Flüssigkeitsbad 33 vorhanden, dessen Spiegel 34 durch ein im Gehäusekörper 19 montiertes Schauglas 35 von aussen her kontrollierbar ist. Der über dem Spiegel 34 liegende Teil des Innenraumss 20 ist auch mit einem Gas gefüllt, das ebenfalls ein elektronegatives Gas sein kann und ebenfalls unter einem Druck stehen kann, der gleich oder geringer als der Druck des Gases im Innenraum 16 ist. Von diesem, über dem Spiegel 34 liegenden Teil des Innenraumes 20 geht eine Anschlussbohrung 36 aus, die ebenfalls ein nach aussen schliessendes Rückschlagventil (nicht dargestellt) enthalten kann und an die normalerweise ein weiterer Gaswächter 37 angeschlossen ist. Ganz eingetaucht in das Flüssigkeitsbad 33, das z.B. aus einem OeI oder anderen Hydraulik-Flüssigkeit bestehen kann, ist ein am Bodenteil 31 verankerter, oben offener Zylinder 38. Im Zylinder 38 ist ein ringförmiger Kolben 39 verschiebbar gelagert, der die Schubstange 15 mit Spiel umgibt, so dass zwischen dieser und dem Kolben 39 ein Ringspalt 40 vorhanden ist. Im Kolben 39 sind mehrere (gezeigt ist nur eine) nach oben aus dem Flüssigkeitsbad 33 sich erstreckende Mitnehmerstangen 41 verankert, deren oberes Ende sich verschiebbar durch eine Umfangsbohrung 42 in einem auf der Schubstange 15 aufgezogenen und mittels eines Stiftes gesicherten Mitnehmerring 43 erstreckt. Auf den mit einem Aussengewinde versehenen oberen Ende der Mitnehmerstangen sind zwei Muttern 45' festgeschraubt, die - wie sich noch zeigen wird - beim Einschalthub als Mitnehmeranschläge wirken.

Der Kolben 39 ist somit über eine Schleppverbindung bestehend

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aus den Bauteilen 41, 42, 43, 44 und 45' an die Schubstange 15 gekoppelt. Es ist noch darauf hinzuweisen, dass die Führungsbohrung 32 mit einer Anzahl von nach innen offenen Ringnuten versehen ist. Dem Flüssigkeitsbad 33 am nächsten liegen zwei kleine Ringnuten 45, die eine Art Labyrinth - oder Verwirbelungs- Abdichtung ergeben. Auf die Ringnuten 45 folgt eine Druckentlastungsnute 46, von der ein Durchlass 47 direkt in das Bad 33 zurückführt. Sodann folgt eine weitere Ringnut 48, die beispielsweise zur Aufnahme eines Oelabstreifringes dienen kann. Auf die Ringnut 48 folgt noch eine Ringnut 49, in der ein die Schubstange 15 satt umschliesender Flüssigkeits-Dichtring 50 angeordnet ist.

Der Zylinder 38 mit dem über die Schleppverbindung 41, 42, 43, 44, 45* an die Schubstange 15 gekoppelten Kolben 39 - beide im Flüssigkeitsbad 33 eingetaucht - bilden somit eine gegen Ende des jeweiligen Schalthubes auf die Schubstange 15 wirksame Bremse, die unabhängig von der Antriebseinheit 18 ist.

Wenn - ausgehend von der in der Figur gezeigten Einschaltstellung - ein Ausschalthub erfolgt, bewegt die Antriebseinheit 18 die Schubstange 15 nach unten (Pfeil 51). Diese Bewegung kann zunächst ungehemmt erfolgen, da der Mitnehmerring 43 sich auf der Mitnehmerstange 41 verschiebt. Der Kolben 31 hat, wenn man von seinem Eigengewicht absieht, noch keinen Anlass, weiter in den Zylinder 38 einzudringen. Gegen Ende des Ausschalthubes trifft jedoch der Mitnehmerring 43 auf den Kolben 39 auf und nimmt diesen unter Verschliessung des Ringspaltes 40 mit. Dabei wird Flüssigkeit aus dem Zylinder 38 verdrängt und zwar nur durch eine im Zylinder 38 im Bereich des Bodenteiles 31 vorhandene Drosselbohrung 52. Dies ergibt eine wirksame Brem-

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sung bis der Ausschalthub beendet ist, d.h. bis der Kolben 39 und der Mitnehmerring 43 die in der Fig. punktiert eingezeichnete Stellung erreicht haben. Beim Einschalthub (ausgehend von der punktiert eingezeichneten Stellung) kann sich die Schubstange 15 zunächst frei nach oben bewegen. Der Mitnehmerring 4 3 wird vom Kolben 39 abgehoben und gibt den Ringspalt 40 frei. Diese freie Bewegung der Schubstange 15 hält an bis gegen Ende des Einschalthubes der Mitnehmerring 43 auf die Muttern 45' auftrifft. Danach nimmt die Stange 15 den Kolben 39 mit, wodurch erstere gebremst wird. Da nun aber der Ringspalt 40 offen ist_r d.h. da beim Hochziehen des Kolbens 39 Flüssigkeit nicht nur durch die Drosselbohrung 42 sondern auch durch den Ringspalt 40 in den Zylinder 38 nachfliessen kann, ist die Bremswirkung am Ende des Einschalthubes weniger ausgeprägt als am Ende des Ausschalthubes. Dies ist besonders bei solchen Schaltern gerechtfertigt, bei denen die beweglichen Kontaktstücke reibschlüssig an den festen angreifen, weil sich aus dem Zusammenwirken der Kontaktstücke eine weitere Bremswirkung ergibt.

Beim beschriebenen Schalter übernimmt somit das Bad 33 zwei Funktionen. Zum einen gewährleistet es eine gute, gasdichte Abdichtung an der Durchführungsstelle der Schubstange 15 und zum anderen dient es auch als Sumpf für die hydraulische Dämpfungs- oder Bremseinrichtung.

Durch die Trennung der beiden Innenräume 16 und 20 voneinander durch die Führungsbüchse 21 ist es auch möglich, das Druckgefälle zwischen dem Innenraum und der Umgebung in Stufen zu überbrücken, so dass das Flüssigkeitsbad 33 unter einem geringeren Druck als der Innenraum 16 steht, was wiederum die Dichtfähigkeit des ohnehin schon druckentlasteten Dichtungsringes 50 verbessert. Ausserdem ermög-

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licht diese Abtrennung der Innenräume 16 und 20 voneinander auch die Verwendung verschiedener Gase, d.h. eines ausgesprochenen Löschgases im Innenraum 16 und eines anderen im Innenraum 20, das besonders kompatibel mit der Flüssigkeit des Flüssigkeitsbades 33 ist.

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Claims (6)

Sprecher & Schuh AG, 5001 Aarau/Schweiz 11. Dezember 1980 PATENTANSPRUECHE

1. JMit einem mechanischen Antrieb (18) über ein Antriebs- \—/glied (15) betätigbarer Druckgasschalter (10) mit einem Schaltergehäuse (11), aus dem das Antriebsglied (15) durch ein Flüssigkeitsbad (33) in einem an das Schaltergehäuse (11) anschliessenden Durchführungsgehäuse (13)

hindurch herausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Flüssigkeitsbad (33) eine hydraulische, mit dem Antriebsglied (15) zusammenwirkende Dämpfungsvorrichtung (38, 39, 52) eingetaucht ist.
10

2. Druckgasschalter nach Patentanspruch 1, bei dem das Antriebsglied eine in Längsrichtung hin und her verschiebbare Schubstange (15) ist, dadurch gekennzeichnet, das die Dämpfungsvorrichtung ein zur Schubstange (15) parallelachsiges Zylinder-Kolben-Aggregat (38, 39) aufweist.

3. Druckgasschalter nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylinder-Kolben-Aggregat £38, 39) koaxial zur Schubstange (15) angeordnet ist.

4. Druckgasschalter nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (38) des Zylinder-Kolben-Aggregates im Durchführungsgehäuse (13) befestigt ist, während der Kolben (39) über eine Schleppverbindung (41, 42, 43, 45') an die Schubstange (15) gekoppelt ist.

rtffocH 13006S/0601

SA:as 12.6.30

5. Druckgasschalter nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleppverbindung wenigstens eine am Kolben (39) verankerte Mitnehmerstange (41) aufweist, die beschränkt verschiebbar durch einen an der Schubstange (15) vorhandenen Umfangsbund (43) greift.

6. Druckgasschalter nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (39) die Schubstange (15) unter Freilassung eines Ringspaltes (40) umgibt, wobei der Umfangsbund (43) an der Schubstange (15) im Zuge eines Ausschalthubes als Schliessteil für den genannten Ringspalt (40)wirkt.

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