DE3612827C2 - - Google Patents

Description

Bei der Erfindung wird ausgegangen von einer hydraulischen An­ triebsvorrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Hierbei nimmt die Erfindung auf einen Stand der Technik von hy­ draulischen Antriebsvorrichtungen Bezug, wie er etwa in DE-PS 21 64 759, EP-PS 00 61 786 oder in der Druckschrift der Fa. Siemens "SF₆-Leistungsschalter 3AR1-EG" Bestellnummer A19100-E122-B247- X-7400 beschrieben ist. Die bekannten Antriebsvorrichtungen wei­ sen jeweils einen Hydraulikflüssigkeitsspeicher auf, dessen üb­ licherweise mit Hilfe von Druckfedern oder hochkomprimiertem Gas gespeicherte, rasch verfügbare Energie für eine schnelle Betäti­ gung der Kontaktanordnung des Schaltgerätes ausgenützt wird. Da die verfügbaren Hydraulikflüssigkeitsspeicher ein mit Hydraulik­ flüssigkeit sowie ein zumindest teilweise mit Gas gefülltes Vo­ lumen aufweisen, sind bei solchen Speichern Undichtigkeiten an der Grenze zwischen diesen beiden Volumina nicht auszuschlie­ ßen, wodurch die Verfügbarkeit des hydraulischen Antriebs und damit auch des Schaltgeräts ggfs. erheblich beeinträchtigt wird.

Aus Dubbel, Taschenbuch für Maschinenbau, 14. Auflage, S. 158-159, Springer-Verlag 1981, ist ferner bekannt, daß Flüssigkeiten und Gase sich im wesentlichen durch ihre geringe bzw. starke Kom­ pressibilität unterscheiden, und daß für die meisten (hydrosta­ tischen) Probleme Flüssigkeiten als inkompressibel angesehen werden.

Der Erfindung, wie sie im Patentanspruch 1 definiert ist, liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische An­ triebsvorrichtung zu schaffen, welche sich durch einfache und robuste Bauweise auszeichnet und zugleich eine hohe Verfügbarkeit des damit angetriebenen elektrischen Schalt­ gerätes gewährleistet.

Die erfindungsgemäße hydraulische Antriebsvorrichtung zeichnet sich durch einfachen Aufbau, große Wirtschaft­ lichkeit und geringen Wartungsbedarf aus. Darüber hinaus ist sie besonders vorteilhaft an die Bedürfnisse elektri­ scher Schaltgeräte hinsichtlich einer hohen Verfügbarkeit und einer vergleichsweise geringen Zahl an Antriebsvor­ gängen angepaßt.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung dargestellt.

Hierbei zeigt die einzige Figur einen prinzipiellen Schalt­ plan einer hydraulischen Antriebsvorrichtung nach der Erfindung.

In dieser Figur sind unter Hochdruck stehende Leitungen, dick und zeitweise oder ständig unter Nieder­ druck stehende Leitungen dünn ausgezogen.

Eine in der Figur mit 1 bezeichnete Kontaktanordnung eines elektrischen Hochspannungsschaltgerätes wird über eine Kolbenstange 2 einer hydraulischen Kolben-Zylinder- Anordnung 3 betätigt. Die Kolben-Zylinder-Anordnung 3 weist einen Arbeitszylinder 4 und einen Differential­ kolben 5 auf. Die kleinere hydraulisch wirksame Fläche des Differentialkolbens 5 begrenzt einen Arbeitszylin­ derraum 6, die größere hydraulisch wirksame Fläche hin­ gegen einen Arbeitszylinderraum 7 der Kolben-Zylinder- Anordnung 3. 8 bezeichnet einen Hydraulikflüssigkeits­ speicher, welcher ständig mit dem Arbeitszylinderraum 6 verbunden ist. Dieser Hydraulikflüssigkeitsspeicher 8 weist ein nahezu konstantes und mit einer vergleichs­ weise gut kompressiblen Hydraulikflüssigkeit, wie Mineral- oder Siliconöl, gefülltes Speichervolumen auf. Das Spei­ chervolumen ist im allgemeinen ausschließlich mit der Hydraulikflüssigkeit gefüllt, jedoch ist es in Hinsicht auf eine Vergrößerung der Energiespeicherfähigkeit des Hydraulikflüssigkeitsspeichers 8 ggfs. vorteilhaft, ins Speichervolumen einen vergleichsweise geringen Anteil an einer hochkompressiblen Masse einzubringen. Das Spei­ chervolumen des Hydraulikflüssigkeitsspeichers 8 ist im allgemeinen derart bemessen, daß der Druckverlust im Hydraulikflüssigkeitsspeicher 8 durch das bei einer Betätigung des Schaltgerätes dem ersten oder zweiten Arbeitszylinderraum 6, 7 aus dem Hydraulikflüssigkeits­ speicher 8 zugeführte Hydraulikflüssigkeitsvolumen höch­ stens 25% des maximal zulässigen Speicherdruckes aus­ macht.

9 ist ein Arbeitsventil mit einem mit dem Hydraulikflüs­ sigkeitsspeicher 8 verbundenen Eingang 10 und mit Aus­ gängen 11 und 12, von denen der Ausgang 11 mit dem Ar­ beitszylinderraum 7 und der Ausgang 12 mit einem Nieder­ druckspeicher 13 verbunden ist. Dieser Niederdruckspei­ cher 13 weist ein unter leichtem Überdruck stehendes Gas­ polster auf, dessen Volumen derart bemessen ist, daß es bei einem Druckausgleich zwischen dem Hydraulikflüssig­ keitsspeicher 8 und dem Niederdruckspeicher 13 bei der ma­ ximal zulässigen Temperatur unter einem Druck von einigen, beispielsweise 2-3 bar, steht. Zwischen Hydraulikflüssig­ keits- und Niederdruckspeicher ist ferner ein Überdruck­ ventil 14 vorgesehen, welches oberhalb des maximal zuläs­ sigen Druckes der im Hydraulikflüssigkeitsspeicher 8 vor­ gesehenen Flüssigkeit eine Druckentlastung des Hydraulik­ flüssigkeitsspeichers 8 bewirkt. Eine Hydraulikflüssigkeit aus dem Niederdruckspeicher 13 abführende Pumpe 15 be­ fördert bei Bedarf komprimierte Hydraulikflüssigkeit in den Hydraulikflüssigkeitsspeicher 8.

Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist nun wie folgt:

Bei einem in der Figur dargestellten Ausschaltvorgang des Schaltgerätes wird das Arbeitsventil 9 zunächst über ein hydraulisch betätigtes Steuerorgan 16 derart ange­ steuert, daß die Ausgänge 11 und 12 miteinander ver­ bunden sind und der Arbeitszylinderraum 7 nun über das Arbeitsventil 9 in den Niederdruckspeicher 13 entlastet werden kann. Da im Arbeitszylinderraum 6 ständig Hydrau­ likflüssigkeit hohen Druckes ansteht, wird der Differen­ tialkolben 5 nach unten bewegt und damit die Kontaktan­ ordnung des Schaltgerätes über die Kolbenstange 2 ge­ öffnet. Entsprechend wird beim in der Figur nicht dar­ gestellten Einschalten das Arbeitsventil 9 über das Steu­ erorgan 16 derart angesteuert, daß der Eingang 10 mit dem Ausgang 11 verbunden ist und nun Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydraulikflüssigkeitsspeicher 8 in den Arbeits­ zylinderraum 7 befördert wird. Wegen der Differential­ wirkung der Drücke in den Arbeitszylinderräumen 7 und 6 wird der Differentialkolben 5 nun nach oben bewegt und damit die Kontaktanordnung 1 des Schaltgerätes über die Kolbenstange 2 geschlossen.

Da von einem Schaltgerät im allgemeinen höchstens die Beherrschung eines innerhalb einer kurzen Zeitspanne ablaufenden Aus-Ein-Aus-Schaltzyklus verlangt wird, reicht es selbst bei der Verwendung eines handelsüblichen Hy­ draulik-Mineralöls als Hydraulikflüssigkeit aus, beim Antrieb des Hochspannungsleistungsschalters Hydraulik­ flüssigkeitsspeicher 8 mit einem Speichervolumen von einigen Litern einzusetzen. Durch Verwendung von Silikon­ öl als Hydraulikflüssigkeit, gegebenenfalls unter Zugabe hochkompressibler Masse, lassen sich die Speichervolumina bzw. die maximalen Speicherdrücke der Hydraulikflüssig­ keitsspeicher 8 noch herabsetzen.

Claims (1)

1. Hydraulische Antriebsvorrichtung zur Betätigung der Kontakt­ anordnung (1) eines elektrischen Schaltgerätes mit einem Arbeitszylinder (4), einem im Arbeitszylinder (4) geführten und auf die Kontaktanordnung (1) wirkenden Differentialkolben (5), welcher mit seiner kleineren wirksamen Fläche einen ersten Arbeitszylinderraum (6) und mit seiner größeren wirksamen Fläche einen zweiten Arbeitszylinderraum (7) begrenzt, und mit einem Hydraulikflüssigkeitsspeicher (8), welcher mit dem ersten Arbeitszylinderraum (6) ständig verbunden ist und mit dem zweiten Arbeitszylinderraum (7) über ein Arbeitsventil (9) verbindbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Hydraulikflüssigkeitsspeicher (8) ein nahezu konstantes und mit einer vergleichsweise gut kompres­ siblen Hydraulikflüssigkeit, wie Mineral- oder Silikonöl, gefülltes Speichervolumen aufweist, welches derart bemessen ist, daß der Druckverlust im Hydraulikflüssigkeitsspeicher (8) durch das bei einer Betätigung des Schaltgerätes dem ersten oder zweiten Arbeitszylinderraum (6, 7) zugeführte Hydraulikflüssigkeitsvolumen höchstens 25% des maximal zulässigen Speicherdruckes ausmacht.