DE9111861U1

DE9111861U1 - Hydraulischer Antrieb

Info

Publication number: DE9111861U1
Application number: DE9111861U
Authority: DE
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB Patent GmbH
Priority date: 1991-09-23
Filing date: 1991-09-23
Publication date: 1991-11-14
Anticipated expiration: 2001-09-24
Also published as: JPH05298968A

Description

ABB Patent GmbH

Mannheim 19. September 1991

Mp.-Nr. 91/633 PAT 4-Ni/Wi

Hydraulischer Antrieb Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Antrieb, insbesondere für Hochspannungsleistungsschalter, mit einem als Differentialkolben ausgebildeten Arbeitskolben, der in einer axialen Ausnehmung eines zentralen Druckgehäuses geführt und auf der einen Seite ständig mit Hochdruck beaufschlagt ist und dessen andere Seite wahlweise mit Hochdruck beaufschlagbar ist, wobei der Hochdruck bei Schalthandlungen von einer auf mindestens einem Zuganker aufsitzenden, gespannten mechanischen Feder, insbesondere einem Tellerfederpaket, aufgebracht wird, die über einen Speicherkolben auf ein Hochdruckspeichervolumen einwirkt.

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Ein solcher Antrieb geht aus der EP 0 158 054 Al als bekannt hervor. Hierbei ist das als mechanische Feder verwendete Tellerfederpaket konzentrisch zur Bewegungsrichtung des Arbeitskolbens angeordnet. Dies bedingt einen aufwendigen Aufbau des Druckgehäuses, insbesondere kompliziert es den Austausch des Tellerfederpaketes, da deren bewegliche Zuganker das Druckgehäuse in axialer Richtung durchgreifen müssen, um den Speicherkolben zu bewegen.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, den Aufbau des Antriebes zu vereinfachen, insbesondere räumlich zu verbessern, wobei besonders auf leichtes Auswechseln der Antriebskomponenten, insbesondere der mechanischen Feder, Wert gelegt wird.

Dies gelingt erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1.

Durch die Gliederung des Antriebes in Module sowie die Anordnung des Federpaketes an einer Längsseite des Druckgehäuses , wird das Anwendungsgebiet des Antriebes wesentlich erweitert. Die seitliche Plazierung des Federpaketes reduziert erheblich die Einbauhöhe des Antriebes, so daß dessen Anbau an Freiluftleistungsschalter, GSI-Anlagen, Dead-Tank-Schalter mit Selbstblaskammern und Generatorenschalter gleichermaßen möglich ist. Desweiteren erlaubt die Modulbauweise ein schnelles Auswechseln kompletter Baugruppen und erhöht die Servicefreundlichkeit. Ein nachträglicher Umbau des Antriebes ermöglicht ohne weiteres die Plazierung eines räumlich umfangreicheren Federpaketes und somit eine Steigerung des gespeicherten Energieinhaltes. Hierdurch können die vom amerikanischen

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Markt geforderten 5 CO-Schaltzyklen ohne Zwischenaufladung des Federspeichers realisiert werden.

Zu einem anflanschbaren sog. Speichermodul wird zweckmäßig das Federpaket einschließlich dessen Zuganker, der Speicherkolben sowie das Zylindergehäuse für das Speichervolumen zusammengefaßt. Dies bedingt feststehende Zuganker. Der Speicherkolben wird dann über einen Mitnehmer, der mit der Kolbenstange gekoppelt ist, vom Federpaket betätigt.

Durch die Verwendung einer Aluminium-Knet-Legierung anstelle Kugelgraphit für die Gehäuse der einzelnen Module ergeben sich folgende Vorteile:

Die hohe Homogenität der Knetlegierung vermeidet die Gefahr der Leckagenbildung im hydraulischen Hochdruckbereich;

Gewichtsreduzierung um ca. 50 % senkt die Transportkosten und erleichtert die Montage.

Anhand eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigen:

Figur 1 ein Funktionschema des Antriebes in Stellung "EIN" und

Figur 2 das gleiche Schema in Stellung "AUS".

Das zentrale Druckgehäuse 19 besitzt eine Ausnehmung 20 in der der als Differentialkolben ausgebildete Arbeits-

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kolben 7 gleitet. Letzterer ist über eine Antriebsstange 21 mit der Leistungsschalterkupplung 8 verbunden. Der Leistungsschalter ist mit 22 bezeichnet.

Im Druckgehäuse befindet sich - neben diversen Druckleitungen - noch eine mechanische Verriegelung 9 für den Arbeitskolben. An der dem Leistungsschalter 22 gegenüberliegenden Seite ist am Druckgehäuse ein Überwachungs- und Steuermodul 23 angeflanscht. Es enthält im wesentlichen ein hydraulisches Umschaltventil 18 sowie den doppelt vorhandenen Auschaltmagneten 17a sowie den Einschaltmagneten 17b.

Seitlich am Druckgehäuse 19 ist unter einem 90°-Winkel zur Ausnehmung 20 der sog. Speichermodul angeflanscht. Er besteht im wesentlichen aus dem Zylindergehäuse 4, das einen inneren Zylinder für die Aufnahme des Hochdruckspeichervolumens 5 umschließt, in dem der Speicherkolben 3 gleitet. Dessen Kolbenstange 24 durchragt das Zylindergehäuse 4 und arbeitet gegen einen, von der Feder 1 verschiebbaren Mitnehmer 25. Zwischen diesen sowie einem Gegenlager 26 am Zuganker 2 ist die Feder 1 - im vorliegenden Fall ein Tellerfederpaket - eingesetzt. Die Zuganker 2 sind starr mit dem Zylindergehäuse 4 verbunden, das als Tragelement für den Speichermodul fungiert und am Druckgehäuse 19 anflanschbar ist. Mit la ist die Längs- bzw. Symmetrieachse des Tellerfederpaketes angedeutet.

Dem Speichermodul gegenüberliegend ist ein weiterer Modul, nämlich der Auflademodul 27 am Druckgehäuse 19 angeflanscht. Er trägt den Motor 10 für die Hydraulikpumpe 11 und beherbergt ferner das in einem einzigen Bauteil kombinierte Überstrom- bzw. Druckablaßventil 14. Mit 13 ist ein Ölablaßhahn bezeichnet. Ferner trägt der Auflademodul

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eine vom Mitnehmer 25 betätigte Steuerkulisse 15, die wiederum mehrere Federwegschalter 16 steuert.

Das Niederdruckspeichervolumen 6 ist an der Außenseite des Moduls untergebracht und wird durch einen nicht vollständig gefüllten Ölfilter 12 realisiert.

Das Druckgehäuse 19 sowie die Gehäuse des Auflademoduls 27 sowie des Speichermoduls - beim letzteren wird das Zylindergehäuse 4 als Gehäuse angesprochen - sind jeweils aus einer Leichtmetallegierung gefertigt. Die Hochdruck führenden Leitungen sind tiefschwarz eingefärbt dargestellt.

Für den Antrieb ergibt sich folgende Wirkungsweise:

Die Hydraulikpumpe 11 fördert Drucköl in das Hochdruckspeichervolumen 5, dessen Speicherkolben 3 über die Kolbenstange 24 sowie Mitnehmer 25 mit der Feder 1 (Tellerfedersäule) verbunden ist.

Der Spannungszustand der Feder 1 wird - abhängig vom Federweg - über die Steuerkulisse 15, mit der die Schaltelemente zur Pumpensteuerung betätigt werden, erfaßt. Ein Rückschlagventil zwischen Pumpe 11 und Hochdruck-Speichervolumen 5 verhindert Druckverluste beim Pumpenstillstand .

Da die Antriebsstangenseite des Arbeitskolbens 7 ständig mit Hochdruck beaufschlagt ist, wird der Arbeitskolben, wenn seine Bodenseite mit dem Niederdruckspeichervolumen 6 verbunden ist, sicher in der AUS-Stellung gehalten (Figur 2).

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Bei Betätigung des Einschaltmagneten 17b schaltet das Umschaltventil 18 um, sperrt die Kolbenbodenseite vom Niederdruck ab und verbindet sie gleichzeitig mit dem Hochdruckspeichervolumen 5. Auf beiden Kolbenseiten herrscht Systemdruck. Da die Kolbenbodenfläche größer ist als die Fläche an der Seite der Antriebsstange, bewegt sich der Arbeitskolben 7 in EIN-Richtung, sobald die Kolbenbodenfläche mit Druck beaufschlagt wird.

Entsprechend der für die Schalthandlung erforderlichen
Ölmenge entspannt sich die Feder 1. Die benötigte Ölmenge wird durch die Hydraulikpumpe sofort wieder ersetzt. Solange der Hochdruck aufrechterhalten wird, bleibt der Arbeitskolben in der EIN-Stellung. Eine druckabhängig arbeitende mechanische Verriegelung 9 verhindert bei einem Druckabfall eine selbsttätige Bewegung des Kolbens 7 in Richtung AUS.

Bei Betätigung des Ausschaltmagneten 17a schaltet das Umschaltventil 18 wieder in seine ursprüngliche Stellung
um. Das Öl auf der Kolbenbodenseite strömt zum Niederdruckspeichervolumen 6 ab, und der Kolben bewegt sich in AUS-Richtung.

Claims

91/633 1 19. September 1991 Schutzansprüche

1. Hydraulischer Antrieb, insbesondere für Hochspannungsleistungsschalter, mit einem als Differentialkolben ausgebildeten Arbeitskolben (7), der in einer axialen Ausnehmung (20) eines zentralen Druckgehäuses (19) geführt und auf der einen Seite ständig mit Hochdruck beaufschlagt ist und dessen andere Seite wahlweise mit Hochdruck beaufschlagbar ist, wobei der Hochdruck bei Schalthandlungen von einer auf mindestens einem Zuganker (2) aufsitzenden, gespannten mechanischen Feder (1), insbesondere einem Tellerfederpaket, aufgebracht wird, die über einen Speicherkolben (3) auf ein Hochdruckspeichervolumen (5) einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb aus einzelnen aneinanderflanschbaren Modulen aufgebaut ist und die Feder (1) einschließlich Zuganker (2) sowie Zylindergehäuse (4) für den Hochdruckspeicherzylinder einen Speichermodul bilden, wobei die Längsachse (la) der als Tellerfederpaket ausgebildeten Feder (1) unter einem Winkel zur Bewegungsrichtung des Arbeitskolbens (7) angeordnet ist.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse (la) des Tellerfederpaketes quer zur Bewegungsrichtung des Arbeitskolbens (7) angeordnet ist.

3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuganker (2) festsitzend ausgebildet sind und der Speicherkolben (3) über einen von der Feder (1) verschiebbaren Mitnehmer (25) betätigbar ist.

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4. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgehäuse (19) sowie das daran anflanschbare Zylindergehäuse (4) des Speichermoduls aus einer Aluminium-Knet-Legierung gebildet sind.

5. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Baueinheit, nämlich ein Auflademodul (27), dessen Gehäuse ebenfalls aus einer Aluminium-Knet-Legierung gebildet und das insbesondere das Niederdruckspeichervolumen (6) sowie die Hydraulikpumpe (11) enthält, an einer Längsseite des zentralen Druckgehäuse (19) angeflanscht ist.