DE3842011C2

DE3842011C2 -

Info

Publication number: DE3842011C2
Application number: DE3842011A
Authority: DE
Inventors: Edelwald 6054 Rodgau De Lutz
Original assignee: Asea Brown Boveri AG Germany
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 1988-12-14
Filing date: 1988-12-14
Publication date: 1991-07-18
Also published as: DE3842011A1; DE58908530D1; EP0373598A2; EP0373598B1; EP0373598A3

Description

Die Erfindung betrifft ein Umschaltventil für einen Hydraulikantrieb, insbesondere für elektrische Hochspannungsschalter, das den Durchfluß von Druckfluid freigibt oder sperrt, mit einem Ventilkolben, der in zwei sich gegenüberstehenden, topfförmigen Buchsen eingesetzt ist und einen radialen Dichtbund aufweist, der mit den Stirnseiten der Buchsen wechselweise in Dichtsitz gelangt, und bei dem mindestens zwischen der Kolbenzylinderwand sowie den einzelnen Buchsen Fluiddurchlaßtaschen ausgebildet sind, wobei der mit einem Dicht- bzw. Führungsbereich versehene Kolbenkopf des Ventilkolbens ständig über den Kolbeninnenraum mit Druckfluid beaufschlagt ist und zum Antrieb des im Ventilbereich hohlzylindrisch ausgebildeten Ventilkolbens eine weitere dem Kolbenkopf gegenüberliegende Kolbenfläche wahlweise mit Druckfluid ansteuerbar ist. The invention relates to a changeover valve for a hydraulic drive, especially for high voltage electrical switches, the releases the flow of pressurized fluid or locks with a valve piston that is in two opposite, cup-shaped sockets is used and has a radial sealing collar that with the end faces the bushings alternately get into the sealing seat, and at least between the piston cylinder wall and the individual sleeves fluid passage pockets are formed, the one provided with a sealing or guide area Piston head of the valve piston constantly with the piston interior Pressurized fluid is applied and to drive the valve area hollow cylindrical valve piston another opposite the piston head Piston surface can optionally be controlled with pressure fluid.

Ein solches Ventil ist aus der CH-PS 6 64 800 bekannt.Such a valve is known from CH-PS 6 64 800.

Der Ventilkolben des Umschaltventiles besitzt in der Re gel neben dem eigentlichen Dichtsitz für den Umschalt vorgang noch weitere Dicht- und/oder Führungsstellen. Nun kann es vorkommen, daß bei durch Einbaubedingungen hervorgerufenen, nicht exakt fluchtenden Buchsen, der Kolbenkopf mit seiner Führungsstelle den Dichtsitz stö rend auslenkt. Die Folge sind erhöhter Verschleiß und Leckagen.The valve piston of the changeover valve has in the right gel next to the actual sealing seat for switching further sealing and / or guide points. Now it can happen that due to installation conditions caused, not exactly aligned sockets, the Piston head with its guide point disrupt the sealing seat rend deflects. The result is increased wear and tear Leaks.

Bei einem pneumatischen Ventil (DE 30 11 791 A1) ist es bekannt, den verschiebbaren kolbenartigen Ventileinsatz zweiteilig auszuführen, um Fertigungstoleranzen - insbesondere des Ventilgehäuses - auszugleichen. Die Kopplung wird durch Fortsätze der Ventileinsätze gebildet, die hakenförmig ineinandergreifen.With a pneumatic valve (DE 30 11 791 A1) it is known, the displaceable piston-like valve insert Execute in two parts to meet manufacturing tolerances - in particular of the valve housing - to compensate. The coupling is formed by extensions of the valve inserts, which are hook-shaped interlock.

Aus der US-PS 45 76 203 ist es bekannt, einen Steuerschieber für hydromechanische oder elektrohydraulische Servoventile nicht starr mit einer Antriebswelle, sondern über ein spielausgleichendes hakenförmiges Ver bindungselement zu koppeln.From US-PS 45 76 203 it is known a spool for hydromechanical or electrohydraulic Servo valves are not rigid with a drive shaft, but via a hook-shaped Ver to couple binding element.

Ein anderer bekannter Steuerschieber für eine zentrale Schmierölversorgung (US-PS 27 42 924) ist ebenfalls zweigeteilt. Die kegelstumpfförmigen Kopfendstücke der Schieberteile werden von einer Verbindungsbuchse, die einen radialen Versatz der Schieberteile zuläßt, umgrif fen.Another known spool for a central one Lube oil supply (US-PS 27 42 924) is also divided into two. The frustoconical head end pieces of the Slider parts are made from a connecting bush that allows a radial offset of the slide parts, umgrif fen.

Bei dem eingangs genannten Umschaltventil stellt sich die Aufgabe, den Dichtsitz des Umschaltventiles auch bei nicht exakt fluchtenden, den Ventilkolben aufnehmenden Buchsen zu gewährleisten.The switching valve mentioned at the outset arises the task of also having the sealing seat of the changeover valve not exactly aligned, receiving the valve piston To ensure sockets.

Die Lösung gelingt dadurch, daß der Ventilkolben zweige teilt ist, wobei der Kolbenkopf sowie ein sich daran anschließender hohlzylindrischer Abschnitt ein Teil bildet, und die eine Dichtung enthaltende Verbindungsstelle mit dem Restkolben als Gleitsitz ausgebildet ist, dessen Durchmesser größer als die Sitzlänge des Gleitsitzes gewählt ist.The solution is achieved in that the valve piston branches is divided, the piston head and an adjoining hollow cylindrical section forms part, and the joint containing a gasket is formed with the residual piston as a sliding seat, the Diameter larger than the seat length of the sliding seat is selected.

Durch die Möglichkeit der einzelnen Kolbenteile, sich relativ zueinander radial bewegen zu können, ist es nun mehr leichter möglich, den richtigen Dichtsitz zwischen dem Dichtbund des Kolbens und den Buchsen zu finden. Die Kippbewegung der Kolbenteile wird erleichtert, wenn der Durchmesser der als Gleitsitz ausgebildeten Verbin dungsstelle größer gewählt ist als deren Sitzlänge.Due to the possibility of the individual piston parts themselves It is now able to move radially relative to each other more easily possible to find the right seal between to find the sealing collar of the piston and the bushings. The tilting movement of the piston parts is facilitated if the diameter of the connector designed as a sliding seat is chosen larger than their seat length.

Der zwischen radialsymmetrischen Zylinderflächen auszuführende Dichtsitz läßt sich leicht herstellen und insbesondere einfach - durch Ineinanderstecken - montieren.The one to be executed between radially symmetrical cylinder surfaces Sealing seat is easy to manufacture and in particular easy - by plugging - to assemble.

Eine weitere Maßnahme, die Beweglichkeit zu erleichtern ist die, den in den Dichtbund eingesetzten, den Kolben kopf tragenden Ventilkolbenteil mit einer geringeren Kolbenwandungsstärke auszustatten als die entsprechenden Teile des Restkolbens. Dies ist der elastischen Beweg lichkeit des Kolbens zuträglich.Another measure to facilitate mobility is the one that is inserted into the sealing collar, the piston head-bearing valve piston part with a lower Equip piston wall thickness than the corresponding Parts of the residual piston. This is the elastic movement of the piston is beneficial.

Ist das Kolbeninnere ständig mit Druck beaufschlagt, em pfiehlt es sich, den in den hohlzylindrischen Dichtbund einsteckbaren Ventilkolbenteil innen am Dichtbund anzu ordnen, damit er vom Innendruck gegen den Dichtbund preßbar ist.If the inside of the piston is constantly pressurized, em it is advisable to insert it into the hollow cylindrical sealing collar insertable valve piston part on the inside of the sealing collar arrange so that it is against the sealing collar by the internal pressure is pressable.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind den beigefügten Zeichnungen, die lediglich schematische Ausführungsbei spiele darstellen, zu entnehmen.Further details of the invention are those attached Drawings that are only schematic embodiments represent games.

Fig. 1 zeigt einen Halbschnitt durch einen Teil eines Umschaltventiles in Ein-Stellung, Fig. 1 shows a half section through part of a change-over valve in one position,

Fig. 2 zeigt dieses Ventil in Aus-Stellung. Fig. 2 shows this valve in the off position.

Der Ventilkolben ist als Ganzes in den sich gegenüber stehenden, topfförmigen Buchsen 1, 2 eingesetzt; er wird von einem Fußteil 3, dem sich radial erweiternden Dicht bund 5 sowie dem eingesetzten Kolbenteil mit zylindri schem Abschnitt 6 und dem Kolbenkopf 7 gebildet. Der Ventilkolben besitzt am Fuß- bzw. Kopfteil einen Dicht- bzw. Führungsbereich, in dem die Dichtungspackungen 8, 9 eingesetzt sind. Diese Bereiche gleiten in entsprechen den Zylinderpassungen 10, 11 der Buchsen 1, 2. In letz tere sind Fluiddurchlaßtaschen P und T eingelassen. Die P-Tasche ist ständig mit Hochdruckfluid beaufschlagt, ebenso der Kolbeninnenraum 12, der mit der P-Tasche über einen Durchlaß 13 in Verbindung steht. Hingegen steht die T-Tasche ständig mit dem Fluidvorratsbehälter, also mit Niederdruck, in Verbindung. Mit 14 ist eine mit ei nem O-Ring abgeschottete Kammer bezeichnet, die je nach Stellung des Umschaltventiles mit Hoch- bzw. Niederdruck beaufschlagt wird, um einen Kolben, z.B. für den An trieb eines Hochspannungsschalters, zu bewegen. The valve piston is inserted as a whole in the opposing cup-shaped bushings 1 , 2 ; it is formed by a foot part 3 , the radially expanding sealing collar 5 and the piston part used with cylindri cal section 6 and the piston head 7 . The valve piston has a sealing or guide area on the foot or head part, in which the sealing packs 8 , 9 are inserted. These areas slide in corresponding to the cylinder fits 10 , 11 of the bushings 1 , 2 . In the latter, fluid passage pockets P and T are embedded. The P-pocket is constantly pressurized with high-pressure fluid, as is the piston interior 12 , which communicates with the P-pocket via a passage 13 . On the other hand, the T-bag is constantly connected to the fluid reservoir, i.e. with low pressure. With 14 is designated with egg nem O-ring chamber, which is acted upon depending on the position of the switching valve with high or low pressure to drive a piston, for example for the drive of a high-voltage switch.

Bei der gezeigten Ein-Stellung nach Fig. 1 ist ein Durchlaß 15 von der P-Tasche zur Ringkammer 14 freigege ben, die mit Hochdruck beaufschlagt ist. In diese Ein- Stellung gelangt der Ventilkolben durch Beaufschlagung eines, im Fußteil 3 angeordneten Hilfskolbens (nicht sichtbar), dessen wirksame Kolbenfläche größer ist als jene 16 des ständig beaufschlagten Kolbenkopfes 7.In the on position shown in FIG. 1, a passage 15 is ben ben of the P-pocket to the annular chamber 14 , which is acted upon by high pressure. The valve piston comes into this setting by acting on an auxiliary piston (not visible) arranged in the foot part 3 , the effective piston area of which is larger than that 16 of the piston head 7 which is constantly acted upon.

Der Dichtbund 5 trägt einen kreisringförmigen Vorsprung 17 mit trapezförmigem Querschnitt. Dieser gelangt mit einer entsprechend abgeschrägten Stirnkante 18 der je weiligen Buchse 1, 2 - das Ventil bildend - in einen Dichtsitz (Kegelsitz).The sealing collar 5 carries an annular projection 17 with a trapezoidal cross section. This comes with a correspondingly beveled end edge 18 of the respective bushing 1 , 2 - forming the valve - in a sealing seat (cone seat).

Die Buchse 2 kann infolge von Einbaubedingungen leicht gegenüber der Buchse 1 gekippt sein. Durch die Führung des Kolbenkopfes in der Zylinderpassung 11 im Bereich der Dichtungspackung 9 wird bei einem insgesamt starren Kolben der Dichtsitz zwischen den Stirnkanten 18 sowie dem Vorsprung 17 nur ungenügend stattfinden.The socket 2 can be tilted slightly relative to the socket 1 due to installation conditions. By guiding the piston head in the cylinder fit 11 in the area of the sealing packing 9 , the sealing seat between the end edges 18 and the projection 17 will only take place insufficiently in the case of an overall rigid piston.

Abhilfe schafft hier der gezeigte zweiteilig aufgebaute Ventilkolben, dessen eines Teil vom Kolbenkopf 7 sowie von dem zylindrischen Abschnitt 6 gebildet ist. Es ist an der Innenseite des Dichtbundes 5 unter Bildung eines Gleitsitzes eingesetzt. Der den Gleitsitz bildende Kol benwandungsabschnitt 19 des Abschnittes 6 schließt bün dig mit der Innenseite des Dichtbundes 5 ab. Er ist ein fach als Gleitstecksitz in eine Ausdrehung 20 des Dicht bundes einsteckbar. Da der Raum 12 sowie die Fläche 16 des Kolbenkopfes 7 ständig mit Hochdruck beaufschlagt sind, wird der Abschnitt 19 stets optimal am Dichtbund anliegen. Eine weitere Dichtungspackung 21 in einer Um fangsnut des Dichtbundes 5 sorgt für die notwendige Gas- bzw. Flüssigkeitsundurchlässigkeit an der Gleitsitz stelle. This is remedied by the two-part valve piston shown, one part of which is formed by the piston head 7 and the cylindrical section 6 . It is used on the inside of the sealing collar 5 to form a sliding fit. The sliding seat forming Kol benwandungsabschnitt 19 of section 6 is flush with the inside of the sealing collar 5 from. It is a plug in a sliding plug seat in a recess 20 of the sealing collar. Since the space 12 and the surface 16 of the piston head 7 are constantly subjected to high pressure, the section 19 will always lie optimally on the sealing collar. Another seal pack 21 in an order groove of the sealing collar 5 ensures the necessary gas or liquid impermeability at the sliding seat.

Die Ventilkolbenteile 3, 5 sind relativ starr, weil mit großer Wandstärke ausgeführt. Hingegen ist für den zy lindrischen Abschnitt 6 eine relativ dünne Wandstärke gewählt. Dies gewährt dem eingesetzten Ventilkolbenteil 19, 6, 7 eine gewisse Elastizität. Hinzu kommt, daß die Länge 1 des Gleitsitzes kleiner gewählt ist als der Durchmesser D des den Gleitsitz bildenden Kolbenwan dungsabschnittes 19. Dadurch ist eine gewisse Pendelbe wegung des eingesetzten Ventilkolbenteiles 19, 6, 7 er möglicht und das Finden des Dichtsitzes (Kegelsitz) zwi schen dem Vorsprung 17 und der Stirnkante 18 ist er leichtert.The valve piston parts 3 , 5 are relatively rigid because they have a large wall thickness. In contrast, a relatively thin wall thickness is selected for the cylindrical section 6 . This gives the valve piston part 19 , 6 , 7 used a certain elasticity. In addition, the length 1 of the sliding seat is chosen to be smaller than the diameter D of the sliding section forming the piston section 19 . This allows a certain pendulum movement of the valve piston part 19 , 6 , 7 used and finding the sealing seat (conical seat) between the projection 17 and the front edge 18 it is easier.

Für das Verbringen des Ventilkolbens in die Aus-Stellung gemäß Fig. 2 wird der Druck im Fußteil 3 des Kolbens aufgehoben, so daß der Druck auf die Fläche 16 im Kol benkopf 7 überwiegt, und der Kolben insgesamt nach links verschoben wird. Dadurch gelangt der Vorsprung 17 mit der Stirnkante 18 der Buchse 1 in Dichtsitz, und die Ringkammer 14 ist über den vom Dichtbund 5 freigelegten Durchlaß mit der T-Tasche - und damit mit Niederdruck, in Verbindung gebracht.For the movement of the valve piston in the off position of FIG. 2 is released, the pressure in the foot part 3 of the piston so that the pressure on the surface 16 in Col. benkopf 7 predominates, and the piston is displaced as a whole to the left. As a result, the projection 17 comes into a sealing seat with the end edge 18 of the bush 1 , and the annular chamber 14 is connected to the T-pocket - and thus to low pressure - via the passage exposed by the sealing collar 5 .

Claims

1. Changeover valve for a hydraulic drive, in particular for electrical high-voltage switches, which releases or blocks the flow of pressurized fluid, with a valve piston, which is inserted in two opposing, pot-shaped sockets and has a radial sealing collar, which alternately with the end faces of the sockets in Sealing seat arrives and in which at least between the piston cylinder wall and the individual bushings fluid passage pockets are formed, the piston head of the valve piston, which is provided with a sealing or guide area, being constantly pressurized with fluid via the piston interior and for driving the valve piston, which is designed as a hollow cylinder, in the valve area The piston surface opposite the piston head can optionally be controlled with pressure fluid, characterized in that the valve piston ( 3, 5, 6, 7 ) is divided into two parts, the piston head ( 7 ) and a hollow cylindrical section ( 6 ) forms a part, and the connection point containing a seal with the residual piston ( 3, 5 ) is designed as a sliding seat, the diameter (D) of which is greater than the seat length (l) of the sliding seat.

2. Changeover valve according to claim 1, characterized in that the connection point arranged between the piston head ( 7 ) and sealing collar ( 5 ) is designed as an insertable sliding seat, the hollow cylindrical section ( 6 ) being insertable up to a stop in the residual piston.

3. changeover valve according to one of claims 1 or 2, characterized in that the piston head ( 7 ) carrying the valve piston part is inserted with a sliding wall forming piston wall portion ( 19 ) in the sealing collar ( 5 ).

4. changeover valve according to claim 3, characterized in that the sliding seat forming piston wall portion ( 19 ) of the valve piston part on the inside of the sealing collar ( 5 ) is inserted and thus from the pressure inside the piston constantly prevailing against the sealing collar ( 5 ) and a sealing packing used there ( 21 ) is pressed.

5. Changeover valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that the piston wall of the piston head ( 7 ) supporting hollow cylindrical portion ( 6 ) has a smaller wall thickness than the cylindrical foot part ( 3 ) of the residual piston.