DE3445359C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen mit einer pneumati­ schen Dämpfungsvorrichtung ausgestatteten mechanischen Kraftspeicherantrieb eines über ein Schaltgestänge betä­ tigbaren Leistungsschalters für eine Mittelspannungs- oder Hochspannungsschaltanlage.

Für den Antrieb von Leistungsschaltern auf dem Gebiet der Mittelspannungs- und Hochspannungstechnik sind be­ reits sehr unterschiedliche Systeme und Antriebsaggrega­ te bekanntgeworden. Beispielsweise gibt es hydraulische Betätigungsvorrichtungen (DE-GM 82 12 588), daneben aber auch pneumatische Antriebe (z. B. DE-PS 30 37 740) und nicht zuletzt Antriebe mittels mechanischer Kraftspei­ cher, womit in erster Linie sogenannte Federantriebe gemeint sind.

Hydraulische Antriebssysteme haben den Nachteil, daß die einzelnen Aggregate einer häufigeren Wartung bezüglich ihrer Dichtigkeit bedürfen und vor allem, daß die Hy­ draulikflüssigkeit einer Alterung und damit einhergehen­ den Konsistenzveränderung unterworfen ist. Außerdem sind die erforderlichen Aggregate wie insbesondere Pumpen, Hydraulikspeicher und Antriebskolben in der Herstellung und auch Montage aufwendig. Nachteilig kommt hinzu, daß die Betätigungsvorgänge, verglichen mit anderen Antrieb­ ssystemen, relativ träge in ihrem Ablauf sind. Bei An­ wendumg hoher Drücke zur Beschleunigung der Betätigungs­ abläufe ist die Gefahr gegeben, daß im erforderlichen Leitungssystem Schwingungen entstehen, welche sich im ganzen Antriebssystem ausbreiten, was zu unerwünschten Folgen führen kann.

Die letztgenannten Erscheinungen treten zwar auch bei pneumatischen Antrieben auf, allerdings nicht in dem Ausmaß wie bei Hydraulik-Antrieben. Vorteilhaft kommt hinzu, daß pneumatische Antriebe unproblematischer be­ züglich der erforderlichen Dichtigkeit sind und darüber­ hinaus können sie auch höhere Betätigungsgeschwindigkei­ ten erzielen. Aber auch diese Antriebe benötigen ent­ sprechende Pumpeinrichtungen in Form von Kompressoren und zusätzlich Speicherbehälter, um die Betätigungsvor­ gänge hinreichend schnell und häufig innerhalb einer kurzen Zeitspanne ausführen zu können. Daneben sind aber Maßnahmen erforderlich, um das gasförmige Speicherme­ dium, in aller Regel also Luft, möglichst trocken zu halten, damit Kondensatbildungen weitgehend vermieden werden.

Ein pneumatischer Schalterantrieb mit den eben erwähnten Vor- und Nachteilen ist beispielsweise der DE-OS 19 42 098 zu entnehmen.

Diese pneumatische Antriebsvorrichtung wird von einem unter Druck stehenden, mit Gas (bzw. Luft) gefüllten Vorratsbehälter aus gespeist. Durch entsprechende Steu­ er- bzw. Absperrventile ist ein Kolben innerhalb eines Zylinders in eine und anschließend in die entgegenge­ setzte Richtung führbar. Koaxial zu diesem Kolben sind, an dessen beiden Längsenden, je ein Dämpfungskolben an­ geformt oder befestigt, die bei Annäherung des Arbeits­ kolbens in eine der beiden Endlagen in einen zugeordne­ ten kleinen Zylinderraum eindringen und nun die Däm­ pfungsfunktion bewirken. Von diesen kleinen Zylinderräu­ men sind also zwei innerhalb des gesamten Zylinderraumes vorhanden, die spiegelbildlich einander gegenüberliegen.

Der eigentliche Arbeitskolben vermag insgesamt einen vergleichsweise großen Hub auszuführen, bei einem größe­ ren Teil dieses Hubes tritt allerdings keine der beiden Dämpfungsvorrichtungen in Funktion. Nachteilig ist es, daß Maßnahmen, die eine Anpassung an sich verändernde Kontaktabstände (infolge eines Kontaktabbrandes) berück­ sichtigen, bei dieser bekannten Vorrichtung nicht vorge­ sehen sind.

Ein wesentlicher Nachteil ist auch darin zu sehen, daß drei verschiedene Kolbenflächen mit einer gewissen Prä­ zision konzentrisch zueinander ausgebildet werden müssen und gleiches auch für die zugeordneten Zylinderflächen erforderlich ist.

Ein solcher Schalterantrieb veranschaulicht sehr deut­ lich, daß sowohl eine pneumatische als auch eine hydrau­ lische Antriebsform alles in allem gesehen sehr aufwen­ dig ist, und dieses nicht nur hinsichtlich der erforder­ lichen und einem Verschleiß unterworfenen Aggregate, sondern auch bezüglich des Raumbedarfs und der Wartungs­ notwendigkeiten.

Die vorstehend genannten Nachteile werden bei der Ver­ wendung von rein mechanischen Kraftspeichern in Form von Federantrieben oder dergleichen vermieden. Ein Vorteil mechanischer Kraftspeicher-Antriebe ist unter anderem darin zu sehen, daß sie, insgesamt gesehen, relativ we­ nig an Einbauraum innerhalb eines Schaltfeldes benöti­ gen. Ein weiterer Vorteil, nämlich daß mit mechanischen Kraftspeichern angetriebene Schalterbetätigungen in ih­ rer Wirkungsweise sehr schnell sind, geht nun allerdings auch mit dem Nachteil einher, daß die Belastungen der Lager- und Gelenkstellen sehr hoch sind und daß auch die mechanischen Belastungen der zu schaltenden Kontakte beim Einschaltvorgang sowie der Kontaktträger bzw. der Anschläge für die Kontaktträger beim Ausschaltvorgang erheblich sein können. Diese genannten Belastungen sind aber auch für die Übertragungsgestänge sowie andere Kraftübertragungselemente wie Zahnräder, Kurvenscheiben, u.s.w. nicht zu unterschätzen. Bei Verwendung von Lei­ stungsschaltern in Form von Vakuumschaltern sind die harten Stoßbelastungen mechanischer Kraftspeicher-Antrieb besonders kritisch für die bei solchen Schaltern Anwendung findenden (metallischen) Faltenbeläge. Zur Minderung all dieser Belastungen sind bereits mechanisch wirkende Dämpfungen in Form von Gummipuffern oder federnden Anschlägen vorgeschlagen worden. Derartige Dämpfungsglieder haben aber den Nachteil, daß sie Rückprellungen auslösen, welche zu Rückzündungen innerhalb des Leistungsschalters führen können und im übrigen die genannten Lager, Gelenke und Gestänge und nicht zuletzt auch die besagten Faltenbälge mit unerwünschten Schwingungen belasten.

Zur Vermeidung der zuletzt geschilderten Nachteile ist für eine Antriebsvorrichtung in Form eines Federkraft­ speichers vorgeschlagen worden, ein bewegliches Widerla­ ger dieses Speichers als Kolben auszubilden, welcher in einen ortsfest gelagerten, schwenkbaren Zylinder ein­ greift (DE-AS 26 03 536), d. h. mit anderen Worten: sich eines pneumatischen Elementes zu bedienen. Bei dieser bekannten Konstruktion ist also der Federkraftspeicher in Form einer Druckfeder an seinem einen Ende mit einem Kurbelgestänge verbunden, an seinem anderen Ende hinge­ gen wirkt er auf den besagten Kolben ein, welcher - im Schaltungsfall - infolge der Kompression der Luft im kleiner werdenden Luftraum am freien Ende des Kolbens eine sich verlangsamende Bewegung dieses Endes des Kraftspeichers bewirkt. Die gesamte Hublänge des Feder­ kraftspeichers muß allerdings gegenüber einem solchen ohne diese Dämpfungsvorrichtung deutlich vergrößert wer­ den; außerdem ist aber noch der Nachteil zu nennen, daß die Dämpfungswirkung auf die Lagerstellen nur teilweise wirksam wird, d. h. in erster Linie nur eine geringe Verlangsamung des Schaltvorganges bietet. Der Federspei­ cher entspannt sich nämlich gleichzeitig in entgegenge­ setzte Richtungen anstatt nur in einer Schubrichtung. Eine deutliche Entlastung erfährt hierbei eigentlich nur die Lagerstelle des Zylinders. Ein gewisser Nachteil ist auch darin zu sehen, daß diese Dämpfungsvorrichtung of­ fensichtlich nur beim Einschaltvorgang der Leistungs­ schalter, nicht aber beim Ausschaltvorgang wirksam ist. Beim Ausschalten von Leistungsschaltern und insbesondere von Vakuumschaltrohren ist eine Dämpfungswirkung aber ebenso erwünscht, um nämlich eine Rückprellung und so­ mit eine Rückzündung zu verhindern und um die Beanspru­ chungen des Faltenbalges bei der Vakuumschaltröhre zu mindern.

Ausgehend von der Grundidee der Verwendung einer pneuma­ tischen Dämpfungsvorrichtung, stellt sich die Erfindung zur Aufgabe, für einen Schalterantrieb eines Leistungs­ schalters der eingangs genannten Art eine pneumatische Dämpfungsvorrichtung zu schaffen, welche innerhalb des Gestängeverlaufes zwischen dem eigentlichen Schalteran­ trieb und dem Betätigungsorgan des Leistungsschalters angeordnet ist und keine Verlängerung des Antriebshubes erfordert, eine definierte Dämpfungscharakteristik ohne Rückprellneigungen aufweist und zudem eine automatische Nachstellung des beweglichen Kontaktes im Leistungs­ schalter zu bewirken vermag. Die im Leistungsschalter zu kontaktierenden Kontaktstücke sind nämlich, wie oben bereits angedeutet, einem Kontaktabbrand unterworfen, was mit einer gewissen Veränderung des Betätigungsweges im Einschaltfalle einhergeht.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnen­ den Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Neben den Vortei­ len der Verwendung einer pneumatischen Dämpfungsvorrich­ tung an sich, wie dieses bereits oben ausgeführt worden ist, ist hier noch der Vorteil zu nennen, daß der Dämp­ fungskolben an seinen beiden Längsenden geführt werden kann, so daß Verkantungen vermieden werden, außerdem ist durch die Ausbildung einer zur freien Atmosphäre heraus­ geführten Luftdurchtrittsöffnung im Bereich des Kompres­ sionsraumes eine weitgehend definierte Kompressions- und somit Dämpfungswirkung zu erzielen, welche zudem auch noch mit einfachen Mitteln justiert werden kann. Beson­ ders zweckmäßig ist auch die Integration einer Federan­ ordnung im Längsbereich des Dämpfungskolbens, die dem Aufbau des erforderlichen Schaltkontaktdruckes dient und zugleich der selbsttätigen Nachstellung des beweglichen Kontaktstückes im Falle eines Kontaktabbrandes.

Eine zweckmäßige Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist in dem Vorschlag zu sehen, die Federanordnung in der sacklochartigen Ausnehmung des Dämpfungskolbens aus paarweise gegeneinander gerichteten Tellerfedern und einer an einem Betätigungsstößel befestigten Druckplatte zu bilden. Gegenüber einer linear ansteigenden Federcha­ rakteristik bei beispielsweise Druckfedern können Tel­ lerfedern eine bei zunehmender Federbelastung abgeflach­ te Charakteristik aufweisen, so daß der Kontaktdruck auch bei Abbrand der Kontakte und entsprechend längerem Betätigungsweg des beweglichen Kontaktes praktisch un­ verändert bleibt. Auch sind die Gefahren einer Verände­ rung der Federcharakteristik und eines Bruches bei Druckfedern größer als bei - richtig bemessenen - Tel­ lerfedern.

Einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedan­ kens zufolge wird vorgeschlagen, den Durchtrittsquer­ schnitt der Luftdurchtrittsöffnung zur Druck- bzw. Un­ terdruckentlastung des Kompressionsraumes veränderbar bzw. einstellbar auszubilden, was insbesondere mittels eines Schraubgliedes möglich ist. Hierdurch ist auch die Möglichkeit eröffnet, Dämpfungsvorrichtungen unter­ schiedlicher Dämpfungscharakteristik mit ein- und der­ selben Vorrichtung bereitstellen zu können.

Die Möglichkeiten für die Druck- bzw. Unterdruckentla­ stung des Kompressionsraumes sind aber auch noch verfei­ nerbar, beispielsweise durch nachfolgende vorgeschlagene Maßnahme, nämlich die Luftdurchtrittsöffnung mittels eines nach Art eines Überdruckventiles wirkenden, unter einer Federlast stehenden und erst beim Erreichen eines vorgegebenen Druck- bzw. Unterdruckwertes die Luftdurch­ trittsöffnung freigebenden Ventilkolbens oder Ventiltel­ lers zu verschließen. Beim Vorhandensein von wenigstens zwei Luftdurchtrittsöffnungen und daran angeordneten Ventilkolben bzw. Ventiltellern kann hierbei - so lautet ein weiterer Ausgestaltungsvorschlag - vorgesehen wer­ den, jeder der beiden Bewegungsrichtungen des Dämpfungs­ kolbens wenigstens eine im Sinne der Druck- bzw Unter­ druckentlastung wirksame Luftdurchtrittsöffnung zuzuord­ nen, wobei dann auch die Ansprechwerte der den unter­ schiedlichen Bewegungsrichtungen des Dämpfungskolbens zugeordneten Ventilkolben bzw. Ventilteller durchaus unterschiedlich sein können. Hierdurch sind also unter­ schiedliche Dämpfungscharakteristiken beim Einschalten und beim Ausschalten des Leistungsschalters erzielbar, d.h. ein bisher unerwähnt gebliebener Vorteil dieser Dämpfungseinrichtung, nämlich ihre Wirkung in beiden Bewegungsrichtungen (wenn auch in Kompressionsrichtung deutlicher spürbar), ist hierdurch "ausbaubar" und den jeweiligen Bedürfnissen in besonderer Weise anpaßbar.

Eine spezielle und durchaus vorteilhafte Weiterbildung des zuletzt genannten Vorschlages ist darin zu sehen, die den Luftdurchtrittsöffnungen zugeordneten Ventilkol­ ben bzw. Ventilteller mit einem Betätigungsanschlag zu versehen, welcher ummittelbar vom Dämpfungskolben oder von einem der Bewegung des Dämpfungskolbens folgenden Stößel beaufschlagbar ist und beim Erreichen einer be­ stimmten Kolbenstellung das entsprechende Ventilorgan in seine die Luftdurchtrittsöffnung freigebende Stellung zu verlagern bzw. zu verschieben vermag. Auf diese Weise ist eine besondere Einjustierung der den Ventilorganen zugeordneten Federlast entbehrlich.

Die erfindungsgemäße Dämpfungsvorrichtung kann sehr wohl auch Anwendung finden für einen innerhalb einer gas- und druckdichten rohrförmigen Kapselung angeordneten Lei­ stungsschalter, und zwar wird in diesem Falle vorge­ schlagen, daß das Zylindergehäuse für den Dämpfungskol­ ben mindestens einen Bestandteil eines Verschlußdeckels für die besagte Kapselung bildet und auch zugleich der Durchführung eines Betätigungsorgans für den Leistungs­ schalter durch diese Kapselung dient. Hierdurch wird eine gesonderte Halterung für die Dämpfungsvorrichtung entbehrlich und eine weitere Einsparung an Teilen er­ zielt.

Für die Anwendung der erfindungsgemäßen Dämpfungsvor­ richtung für einen innerhalb einer lichtbogenfußpunkt­ freien Isolierstoffkapselung angeordneten Leistungs­ schalter wird vorgeschlagen, das aus metallischem Werk­ stoff bestehende und einen Bestandteil des Verschluß­ deckels für die Kapselung bildende Zylindergehäuse zum Kapselungsinneren hin mit einem Deckelteil aus Isolier­ stoff abzudecken und den aus metallischem Werkstoff be­ stehenden Dämpfungskolben zum Kapselungsinneren hin mit einer aus Isolierstoff bestehenden Kolbenkappe auszu­ statten. Hiermit sind die vorher genannten vorteilhaften Ausbildungen und Ausgestaltungen nach wie vor anwendbar, ohne die Lichtbogenfußpunktfreiheit zu beeinträchtigen.

Weitere vorteilhafte Gestaltungsmöglichkeiten des Erfin­ dungsgegenstandes beziehen sich auf die Abdichtung zwi­ schen dem Dämpfungskolben sowie auch seinem dem Lei­ stungsschalter abgewandten, verjüngten Längsbereich und dem Innenmantel des Zylindergehäuses: hierfür wird vor­ geschlagen, Dichtungselemente vorzusehen, welche in ra­ dial umlaufenden Nuten am Dämpfungskolben und dessen verjüngten Längsbereich oder stattdessen in solchen Nu­ ten am Innenmantel des Zylindergehäuses angeordnet sind. Die erstgenannte Möglichkeit, nämlich die besagten um­ laufenden Nuten am Dämpfungskolben und dessen verjüngten Längsbereich vorzusehen, ist hierbei die zu bevorzugende Lösung. Auch die Kolbenkappe kann - so ein anderer zweckmäßiger Vorschlag - auf ihrem Außenmantel wenig­ stens eine radial umlaufende Nut mit einem darin ange­ ordneten Dichtelement aufweisen.

Die Dämpfungsvorrichtung kann insgesamt so ausgeführt werden, daß der Dämpfungskolben und - beim Vorhandensein einer Kolbenkappe, wie sie eben genannt wurde - eben diese Kolbenkappe außer ihren vorher genannten Funktio­ nen gleichzeitig die Funktion einer dichtenden Durchfüh­ rung eines Betätigungsstößels für den Leistungsschalter durch die vorher erwähnte Kapselung erfüllen. Hierbei kann der Betätigungsstößel für die Betätigung des Lei­ stungsschalters von einem Isolierstoff-Stab gebildet sein, welcher an seinem einen Ende mit dem Dämpfungskol­ ben oder der Kolbenkappe und an seinem entgegengericht­ eten Ende mit einem Betätigungsorgan des Leistungsschal­ ters fest verbunden sein.

Anhand von in den Figuren dargestellten Ausführunsbei­ spielen und der nachfolgenden Beschreibung hierzu sollen der Erfindungsgedanke und einige vorteilhafte Ausgestal­ tungsmöglichkeiten noch einmal erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1 eine zwischen einem schematisch angedeuteten Federkraftspeicher und einem Leistungsschalter angeordnete pneumatische Dämpfungsvorrichtung im Schnitt,

Fig. 2 eine gegenüber der Darstellung in Fig. 1 stark vergrößerte Schnittdarstellung einer Luftdurchtrittsöffnung mit einem darin ange­ ordneten Ventilkolben sowie angrenzende Wan­ dungsteile eines Zylindergehäuses,

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Wandungsbereich ei­ nes weiteren Zylindergehäuses mit darin ange­ ordneten, in entgegengesetzter Richtung wir­ kenden Ventiltellern und

Fig. 4 in einer Schnittdarstellung eine Dämpfungsvor­ richtung für den Antrieb eines in einer Kapse­ lung angeordneten Leistungsschalters.

Die Fig. 1 veranschaulicht in stark verein­ fachter Darstellung einen mechanischen Kraftspeicheran­ trieb 10 mit einem Schwenkhebel 11, einer Betätigungs­ stange 12 und einem Kniehebel 13, welch letzterer in einer ortsfesten Führungstraverse 14 zwangsgeführt wird. Die genannten Teile sind in ihrem Ausmaß und auch in ihrer Ausgestaltung nicht wirklichkeitsgetreu darge­ stellt, sondern sollen nur ein mögliches Antriebsschema andeuten. Der ganze Antriebsmechanismus, wie er bis jetzt erläutert worden ist, dient dem Antrieb eines Lei­ stungsschalters 15 in Form eines Vakuumschalters (auch Vakuumschaltröhre genannt), welcher - ebenfalls mehr schematisch als wirklichkeitsgetreu - in einer Schnitt­ darstellung gezeigt ist und mittels Befestigungslaschen 16 ortsfest innerhalb eines nicht näher angedeuteten Schaltfeldes einer Mittelspannungsschaltanlage angeord­ net ist. Dieser Leistungsschalter 15 verfügt über ein mit einem Faltenbalg 17 verbundenes Betätigungsorgan 18, mittels welchem ein bewegliches Kontaktstück 19 in seine mit einem Festkontaktstück 20 kontaktierende Schaltstel­ lung gebracht werden kann, wie dieses in der Darstellung angedeutet worden ist, und von diesem Festkontaktstück 20 auch wieder getrennt werden kann.

Zwischen dem vorhin genannten Kniehebel 13 und dem Lei­ stungsschalter 15 bzw. dessen Betätigungsorgan 18 ist nun eine pneumatisch wirkende Dämpfungsvorrichtung 21 angeordnet, welche sich im wesentlichen aus nachfolgen­ den Teilen zusammensetzt, nämlich einem Zylindergehäuse 22, einem Dämpfungskolben 23 sowie einer noch zu erläu­ ternden Federanordnung 24, die in einer sacklochartigen Ausnehmung 25 eines verjüngten Bereiches 26 des Dämp­ fungskolbens 23 angeordnet ist. Diese Federanordnung 24 setzt sich im einzelnen zusammen aus einer Druckplatte 27, die mit einem Betätigungsstößel 28 fest verbunden ist, und im übrigen aus einer größeren Anzahl von paar­ weise gegeneinander gerichteten Tellerfedern 29. Wie in der Darstellung erkennbar, ist der Betätigungsstößel 28 mit dem oben bereits erwähnten Kniehebel 13 gelenkig verbunden. Die Druckplatte 27 ist innerhalb der besagten sacklochartigen Ausnehmung 25 entgegen der Kraft der Tellerfedern 29 axial verschieblich, am Austreten aus dieser Ausnehmung 25 ist sie jedoch durch einen in der Ausnehmung 25 eingefügten Sprengring 30 gehindert. Am entgegengesetzten, in der Darstellung nach unten weisen­ den Ende ist der Dämpfungskolben 23 mit einem Betäti­ gungsstößel 31 auf im einzelnen nicht erkennbare Weise fest gekoppelt und dieser Betätigungsstößel 31 wiederum ist an seinem (in der Darstellung) nach unten weisenden Ende mit dem bereits erwähnten Betätigungsorgan 18 des Leistungsschalters 15 fest verbunden. Ein Dichtungsele­ ment 32, welches sich in einer radial umlaufenden Nut 33 im Dämpfungskolben 23 befindet, dichtet diesen gegen den Innenmantel des Zylindergehäuses 22 ab; weitere Dich­ tungselemente 34 und 35 sind in radial umlaufenden Nuten 36 und 37 im verengten Hals des Zylindergehäuses 22 an­ geordnet und dienen der Abdichtung des verjüngten Berei­ ches 26 am Dämpfungskolben 23.

Eingeschlossen vom Dämpfungskolben 23 und dem Zylinder­ gehäuse 22 ist ein ringförmiger Kompressionsraum 38, welcher über eine Luftdurchtrittsöffnung 39 be- und ent­ lüftbar ist. Eine Stellschraube 40 dient der Quer­ schnittsverengung der genannten Luftdurchtrittsöffnung 39 und somit der Einjustierung eines dem Bedarfsfall angepaßten Öffnungsquerschnittes.

Die Funktion dieses Schalterantriebes läuft folgenderma­ ßen ab: bei einer Auslösung des mechanischen Kraftspei­ cherantriebes 10 springt dessen Schwenkhebel 11 - im Uhrzeigersinn - in eine um etwa 90 Winkelgrade veränder­ te Lage, siehe hierzu den bisher unerwähnt gebliebenen Doppelpfeil 41, welcher die Bewegungsrichtung für die "Aus"-Stellung des Leistungsschalters 18 andeutet. Hier­ bei wird die Betätigungsstange 12 (in der Darstellung) nach links verschoben, wobei das vom Schwenkhebel 11 abgewandten Ende der Betätigungsstange 12 in einem (nicht bezifferten) Langloch der Führungstraverse 14 zwangsgeführt wird. Durch diese Verschiebung der Bestä­ tigungsstange 12 wird der Kniehebel 13 ebenfalls aus seiner Lage verschoben, nämlich aus seiner nahezu sen­ krechten Lage in eine deutliche Schräglage geführt, wo­ bei nun auch der Betätigungsstößel 28 mitgenommen und aus der Ausnehmung 25 im Dämpfungskolben 23 herausgezo­ gen wird. Sobald die Druckplatte 27 am Sprengring 30 anschlägt, wird der ganze Kolben (bezogen auf die Dar­ stellung) nach oben gezogen, wodurch - über den Betäti­ gungsstößel 31 und das Betätigungsorgan 18 - die Kon­ taktstücke 19 und 20 voneinander getrennt werden. Dieser Bewegungsvorgang vollzieht sich zunächst sehr schnell, was zu einem extrem hohen Druckanstieg im Kompressions­ raum 38 führt. Diese Kompression bewirkt eine Verlangsa­ mung der Bewegungen aller Betätigungshebel und Stößel in der letzten Öffnungsphase und somit einen deutlichen Dämpfungseffekt. Hierdurch werden die Gelenkbelastungen und vor allem auch die Belastung des Faltenbalges 17 ganz erheblich verringert und auch eine Rückprellung des Gestängesystems vermieden. Der vorübergehend hohe Druck im Kompressionsraum 38 wird nämlich über die Luftdurch­ trittsöffnung 39 sehr schnell alsbald bis hin zum Druck­ ausgleich abgebaut.

Der Einschaltvorgang vollzieht sich in gleicher Weise, wobei jedoch die Bewegungsrichtungen aller genannten Kraftübertragungselemente umgekehrt sind. Hierbei ent­ steht im Kompressionsraum 38 vorübergehend ein Vakuum, welches am größten in der letzten Bewegungsphase ist, d. h. also kurz bevor die Kontaktstücke 19 und 20 auf­ einanderstoßen. Durch diesen Vakuumeffekt wird ein Auf­ einanderhämmern der besagten Kontaktstücke 19 bezüglich der Schlagwirkung deutlich verringert, der erforderliche Kontaktdruck aber sehr schnell aufgebaut, und zwar durch den schnell erfolgenden Druckausgleich über die Luft­ durchtrittsöffnung 39 und die Wirkung der Federanordnung 24.

Amstatt einer durchgehenden Luftdurchtrittsöffnung ohne Einstellmöglichkeit oder einer Lösung, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, nämlich mit einer Einstellmöglichkeit des Luftdurchtrittsquerschnittes über eine Stellschraube (40), kann zur Druckentlastung eines Kompressionsraumes (38) auch ein Ventil Verwendung finden. Eine derartige Lösung veranschaulicht die Fig. 2. Hierin ist ein kleiner Bereich eines Zylindergehäuses 42 mit einer Luftdurchtrittsöffnung 43 dargestellt. In dieser Luftdurchtrittsöffnung 43 ist nun ein Kolbenventil 44 mit einem Federteller 45 angeordnet, wobei letzterer durch die Last einer Druckfeder 46 das Kolbenventil 44 stets in die dargestellte Schließlage drückt. Die ge­ nannte Druckfeder 46 stützt sich über einen Federteller 47 an einem Haltebügel 48 ab. Beim Auftreten eines ent­ sprechend hohen Überdruckes innerhalb des Zylindergehäu­ ses 42, wie dieses bereits in den Erläuterungen zur Fig. 1 geschildert worden ist, wird das Kolbenventil 44 gegen die Kraft der Druckfeder 46 herausgedrückt, und zwar so lange, bis angedeutete Ventilbohrungen 49 und 50 eine Druckentlastung zur freien Atmosphäre schaffen. Ein Dichtelement 51 in einer radial umlaufenden Nut 52 am Kolbenventil 44 sorgt für die erforderliche Abdichtung zwischen dem Kolbenventil 44 und der Wandung der Luft­ durchtrittsöffnung 43. Erwähnt sei, daß ein derartiges Kolbenventil (44) wohl eine Überdruckentlastung inner­ halb des Zylindergehäuses 42 zu bieten vermag, nicht jedoch einen Lufteintritt in einen Kompressionsraum, wenn hierin ein Vakuum entsteht. In der Praxis wird man deshalb ein derartiges Kolbenventil 44 beispielsweise mit einer Luftdurchtrittsöffnung ähnlich jener in Fig. 1 kombinieren. Eine solche zusätzliche Luftdurchtritts­ öffnung würde dann auch für einen endgültigen Druckaus­ gleich innerhalb des Kompressionsraumes nach einer Schalthandlung sorgen.

Es ist aber auch möglich, an einem Zylindergehäuse zwei, und zwar in unterschiedlicher Luftdurchtrittsrichtung wirkende Ventile anzuordnen, wofür die Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel gibt. Hierin ist ein kleiner Bereich eines Zylindergehäuses 53 - ebenfalls im Schnitt - angedeutet, welcher übrigens auf seiner rechts in der Darstellung gezeigten hochgezogenen Randung 54 an einen verjüngten Bereich 55 eines ansonsten nicht erkennbaren Dämpfungskolbens angrenzt. Innerhalb des gezeigten Be­ reiches des Zylindergehäuses 53 sind nun zwei Tellerven­ tile 56 und 57 nebeneinander angeordnet, welche sich jeweils aus einem Ventilteller 58 bzw. 59, einer Ventil­ stange 60 bzw. 61 und einer Ventilfeder 62 bzw. 63 zu­ sammensetzen, wobei sich die letztgenannten Ventilfedern an ihrem einen Längsende am Zylindergehäuse 53 abstützen und an ihrem entgegengesetzten Ende an einem Federteller 64 bzw. 65. Zur Abdichtung der Ventilteller 58 und 59 sind im Zylindergehäuse 53 Ringdichtungen 66 und 67 ein­ gelassen. Setzt man voraus, daß sich bei der dargestell­ ten Anordnung unterhalb des Wandungsteiles des Zylinder­ gehäuses 53 der Kompressionsraum befindet, so dient das Tellerventil 56 der Überdruckentlastung des Kompressi­ onsraumes, das Tellerventil 57 hingegen der Vakuumentla­ stung im Kompressionsraum beim Einschaltvorgang, wie er im Zusammenhang mit der Fig. 1 erläutert worden ist. Ebenso wie das Kolbenventil 44 gemäß Fig. 3, sind auch Tellerventile 56, 57, wie sie hier in der Fig. 3 ge­ zeigt sind, im Prinzip nicht neu. Ihre Funktion bedarf auch keiner besonderen Erläuterung. Wesentlich ist al­ lerdings, daß den Ventilstangen 60 und 61 noch besondere Funktionen zugeordnet sind. Das in der Darstellung nach unten gerichtete Ende der Ventilstange 60 wird beim Her­ anrücken des (nicht gezeigten) Dämpfungskolbens von die­ sem in seiner Aufwärtsbewegung mitgenommen und öffnet nun das Tellerventil 56, unabhängig davon, welch ein Überdruck im Kompressionsraum herrscht. Damit ist eine Druckentlastung des Kompressionsraumes in der allerletz­ ten Ausschaltphase auch dann gewährleistet, wenn das besagte Tellerventil 56 - aus welchen Gründen auch immer - vorher nicht angesprochen hat. Die Ventilstange 61 hingegen ragt über den Federteller 65 hinaus und kann mit ihrem in ihrer Darstellung nach oben gerichteten Ende von einem Stößel 68 erfaßt und in die Öffnungsstel­ lung des Tellerventils 57 geführt werden. Dieser Stößel 68 ist mit dem verjüngten Bereich 55 des (also nicht gezeigten und auch nicht bezifferten) Dämpfungskolbens fest verbunden. Auch hier also wird in der letzten Phase des Einschaltvorganges entsprechend den Erläuterungen zur Fig. 1 eine Öffnung des Tellerventils 57 erzwungen, unabhängig vom Ausmaß eines Vakuums in der Kompressions­ kammer. Derartige "Zwangsbetätigungen" dienen der Entla­ stung von Dichtungselementen, wie solche auch bei der in dieser Fig. 3 gezeigten Dämpfungsvorrichtung vorgesehen und mit den Ziffern 69 und 70 versehen sind. Außerdem sind weitere Dichtungselemente - analog der Darstellung in Fig. 1 - am eigentlichen Dämpfungskolben vorhanden. Nicht unerwähnt bleibe, daß auch das in Fig. 2 gezeigte Kolbenventil 44 mit einer Zwangsbetätigung in der letz­ ten Bewegungsphase ausgestattet sein kann. Hier würde es bereits genügen, das Kolbenventil 44 nach unten hin so weit zu verlängern, daß es um einen entsprechend gewähl­ ten Längsbereich in das Innere des Kompressionsraumes hineinragt.

Schließlich zur Fig. 4. Die hierin gezeigte Anordnung entspricht in vielen Einzelheiten derjenigen in Fig. 1, allerdings ist hier der zu schaltende Lei­ stungsschalter 71 innerhalb einer Isolierstoffkapselung 72 angeordnet. Die in dieser Darstellung erkennbare Iso­ lierstoffkapselung 72 setzt sich aus einem rohrförmigen Isolierstoffgehäuse 73 und einem Deckelteil 74 zusammen, welch letzteres ebenfalls aus Isolierstoff besteht. Das rohrförmige Isolierstoffgehäuse 73 ist außen von einem Metallmantel 75 umgeben, was aber für die hier zu erläu­ ternde Dämpfungsvorrichtung ohne Belang ist. Wohl we­ sentlich ist die Tatsache, daß in diesem Falle das an sich schon bekannte Zylindergehäuse - hier mit der Zif­ fer 76 versehen - gleichzeitig Mitbestandteil des Kapse­ lungsverschlusses ist, d.h. zusammen mit dem bereits erwähnten Isolierstoff-Deckelteil 74 das rohrförmige Isolierstoffgehäuse 73 verschließt. Hierfür findet übri­ gens noch eine Klammervorrichtung 77 Verwendung, welche außer den genannten Kapselungsteilen auch ein Dichtele­ ment 78 umschließt. Eine besondere Ausgestaltung zeigt auch das zum Kapselungsinneren hin gerichtete Ende des hier mit der Ziffer 79 versehenen Dämpfungskolbens, wel­ cher nämlich außer einem zum Leistungsschalter 71 ge­ richteten Ringansatz 80 noch eine Kolbenkappe 81 aus Isolierstoff aufweist. Letztere dient dazu, die Lichtbo­ genfußpunktfreiheit des Kapselungsinneren auch im Be­ reich des Kapselungsverschlusses zu gewährleisten. So­ wohl die Kolbenkappe 81 als auch der Dämpfungskolben 79 weisen je ein Dichtelement 82 bzw. 83 auf, welche auch hier in radial umlaufenden, nicht im einzelnen beziffer­ ten Nuten angeordnet sind. Alle übrigen Antriebselemen­ te, angefangen vom mechanischen Kraftspeicherantrieb 10 bis hin zur Federanordnung 24, entsprechen vollständig denen, die in der Fig. 1 dargestellt und oben bereits beschrieben worden sind. Deshalb sind für diese Teile auch gleiche Bezifferungen wie in Fig. 1 verwandt wor­ den. Dieses gilt auch für die Dichtungselemente 34 und 35, für den Sprengring 30, die Luftdurchtrittsöffnung 39 sowie die auch hier Verwendung findende Stellschraube 40 anstatt von Ventileinrichtungen, wie sie beispielsweise in den Fig. 2 und 3 gezeigt worden sind. Auch der Funktionsablauf entspricht demjenigen der in Fig. 1 gezeigten Anordnung, so daß weitere Ausführungen hierzu entbehrlich sind. Wesentlich ist hier vor allem die Mehrfachfunktion des Zylindergehäuses 76, welches also zunächst der pneumatischen Dämpfung in Zusammenwirkung mit dem Dämpfungskolben 79 dient, dann aber auch der Halterung der ganzen Dämpfungsvorrichtung und schließ­ lich der Verstärkung und Stützung des Deckelteils 74 der Kapselung 72. Außerdem hat das Zylindergehäuse 76 auch noch Anteil an der dichtenden Durchführung von Betäti­ gungsorganen für die Betätigung des Leistungsschalters 71.

Claims (13)

1. Mit einer pneumatischen, eine Kolben-Zylinder- Anordnung enthaltenden Dämpfungsvorrichtung ausgestatte­ ter mechanischer Kraftspeicherantrieb eines über ein Schaltgestänge betätigbaren Leistungsschalters für eine Mittelspannungs- oder Hochspannungsschaltanlage, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsvorrichtung (21) aus einem beweglichen, an seinen beiden Längsenden mit Betä­ tigungsstößeln (31, 28) in Wirkverbindung stehenden und mit diesen zusammen Bestandteil des an den Leistungs­ schalter angrenzenden Schaltgestänges bildenden Dämp­ fungskolben (23, 79) sowie aus einem ortsfesten, den Dämpfungskolben aufnehmenden und dichtend führenden Zy­ lindergehäuse (22, 42, 53, 76) besteht, daß im Inneren des Zylindergehäuses ein von Wandungsteilen dieses Zy­ lindergehäuses und des Dämpfungskolbens umschlossener ringförmiger Kompressions- und Expansionsraum (38) (nachfolgend nur "Kompressionsraum" genannt) gebildet ist, welcher über mindestens eine zur freien Atmosphäre herausgeführte, bei pneumatischen Dämpfungsvorrichtungen an sich bekannte Luftdurchtrittsöffnung (39, 43) druck­ entlastbar bzw. vom Unterdruck entlastbar ist, und daß der Dämpfungskolben an seinem dem Leistungsschalter (15, 71) abgewandten Längsbereich (26) im Durchmesser ver­ jüngt ist und in diesem verjüngten Bereich eine sack­ lochartige Ausnehmung (25) zur Aufnahme einer den erfor­ derlichen Kontaktdruck für im Leistungsschalter gelegene Schaltkontaktstücke (19, 20) aufbauenden Federanordnung (24) aufweist.

2. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung (24) in der sack­ lochartigen Ausnehmung (25) des Dämpfungskolbens (23) aus paarweise gegeneinander gerichteten Tellerfedern (29) und einer an einem Betätigungsstößel (28) befestig­ ten Druckplatte (27) besteht.

3. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchtrittsquerschnitt der Luftdurchtrittsöffnung (39) zur Druck- beziehungs­ weise Unterdruckentlastung des Kompressionsraumes (38) - insbesondere mittels eines Schraubgliedes (40) - verän­ derbar beziehungsweise einstellbar ist.

4. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdurchtrittsöffnung (43) zur Druck- beziehungsweise Unterdruckentlastung des Kompressionsraumes von einem nach Art eines Überdruck­ ventiles wirkenden, unter einer Federlast (Druckfedern 46, 62, 63) stehenden und erst bei Erreichen eines vor­ gegebenen Druck- beziehungsweise Unterdruckwertes die Luftdurchtrittsöffnung freigebenden Ventilkolben (44) oder Ventilteller (58, 59) verschlossen ist.

5. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 4 mit wenig­ stens zwei Luftdurchtrittsöffnungen und daran angeordne­ ten Ventilkolben oder Ventiltellern, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in jeder der beiden Bewegungsrichtungen des Dämpfungskolbens wenigstens eine der Luftdurch­ trittsöffnungen im Sinne der Druck- beziehungsweise Un­ terdruckentlastung wirksam ist, wobei die Ansprechwerte der den unterschiedlichen Bewegungsrichtungen des Dämp­ fungskolbens zugeordneten Ventilkolben beziehungsweise Ventilteller (58, 59) unterschiedlich sein können (Fig. 3).

6. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der einer Luftdurchtritts­ öffnung zugeordnete Ventilkolben beziehungsweise Ventil­ teller (58, 59) einen Betätigungsanschlag (60, 61) auf­ weist, welcher unmittelbar vom Dämpfungskolben oder von einem der Bewegung des Dämpfungskolbens folgenden Stößel (68) beaufschlagbar ist und bei vorgegebener Kolbenstel­ lung den Ventilkolben beziehungsweise Ventilteller in seine die Luftdurchtrittsöffnung freigebende Stellung verlagert (Fig. 3).

7. Dämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 für einen innerhalb einer gas- und druckdichten rohrförmigen Kapselung angeordneten Leistungsschalter, dadurch gekennzeichnet, daß das den Dämpfungskolben (79) aufnehmende Zylindergehäuse (76) mindestens einen Be­ standteil eines Verschlußdeckels (74) für die Kapselung (72) bildet und zugleich der Durchführung von Betäti­ gungsorganen (28, 79) für den Leistungsschalter (71) durch die Kapselung dient.

8. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 7 für einen innerhalb einer lichtbogenfußpunktfreien Isolierstoff­ kapselung angeordneten Leistungsschalter, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das aus metallischem Werkstoff beste­ henden und einen Bestandteil des Verschlußdeckels für die Kapselung bildende Zylindergehäuse (76) zum Kapse­ lungsinneren hin mit einem Deckelteil (74) aus Isolier­ stoff abgedeckt und der aus metallischem Werkstoff be­ stehende Dämpfungskolben (79) zum Kapselungsinneren hin mit einer aus Isolierstoff bestehenden Kolbenkappe (81) versehen ist.

9. Dämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung zwi­ schen dem Dämpfungskolben (23) sowie seinem dem Lei­ stungsschalter abgewandten, verjüngten Längsbereich (26) und dem Innenmantel des Zylindergehäuses (23) mittels Dichtungselementen (32, 33, 34) erfolgt, welche in ra­ dial umlaufenden Nuten (33, 36, 37) am Dämpfungskolben und/oder an dessen verjüngten Längsbereich und/oder am Innenmantel des Zylindergehäuses angeordnet sind.

10. Dämpfungsvorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenkappe (81) auf ihrem Außenmantel ebenfalls wenigstens eine radial um­ laufende Nut mit einem darin angeordneten Dichtelement (83) aufweist.

11. Dämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungskolben (79) und - beim Vorhandensein einer Kolbenkappe (81) entsprechend Anspruch 8 - die Kolbenkappe (81) außer ihren genannten Funktionen gleichzeitig die Funktion einer abdichtenden Halterung eines Betätigungsstößels (31) für die Betätigung des Leistungsschalters (71) er­ füllen (Fig. 4).

12. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsstößel (31) für die Betätigung des Leistungsschalters (71) von einem Iso­ lierstoff-Stab gebildet ist, welcher an seinem einen Ende mit dem Dämpfungskolben (79) und/oder der Kolben­ kappe (81) und an seinem entgegengerichteten Ende mit einem Betätigungsorgan (18) des Leistungsschalters fest verbunden ist (Fig. 4).

13. Dämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem Lei­ stungsschalter (71) in Form eines Vakuumschalters bzw. einer Vakuumschaltröhre gekoppelt ist und zusammenwirkt.