EP0530544A1 - Fluid pressure operating means, for opening and closing the contacts of a circuit breaker - Google Patents

Fluid pressure operating means, for opening and closing the contacts of a circuit breaker Download PDF

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EP0530544A1
EP0530544A1 EP19920113595 EP92113595A EP0530544A1 EP 0530544 A1 EP0530544 A1 EP 0530544A1 EP 19920113595 EP19920113595 EP 19920113595 EP 92113595 A EP92113595 A EP 92113595A EP 0530544 A1 EP0530544 A1 EP 0530544A1
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EP
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pressure medium
drive
contacts
valve
changeover valve
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Henri Duffour
Philippe Goerend
Dominique Loutan
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Secheron SA
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    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02Details
    • H01H33/28Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • H01H33/30Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using fluid actuator
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/8158With indicator, register, recorder, alarm or inspection means
    • Y10T137/8326Fluid pressure responsive indicator, recorder or alarm
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    • Y10T137/8593Systems
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    • Y10T137/86574Supply and exhaust
    • Y10T137/86622Motor-operated
    • Y10T137/8663Fluid motor

Abstract

Der Druckmittelantrieb ist zum Öffnen und Schliessen der Kontakte (e1, e2) eines elektrischen Schalters vorgesehen. Er enthält ein Druckmittelreservoir (r), einen in einem Antriebszylinder (c) gleitenden Antriebskolben (t), welcher auf einen Mechanismus (j) zum Verschieben eines beweglichen Kontaktes (e1) des Schalters wirkt, und ein Umschaltventil (s) zum wahlweisen Verbinden des Druckmittelreservoirs (r) mit dem Antriebszylinders (c) oder des Antriebszylinders (c) mit einem Auslassvolumen für das Druckmittel. Dieser Druckmittelantrieb ist einfach und kostengünstig aufgebaut und kann die Kontakte des Schalters erheblich schneller öffnen als schliessen. Dies ist einem zwischen dem Druckmittelreservoir (r) und dem Umschaltventil (s) angeordneten Vorschaltventil (v) mit einem von der Schliessdauer der Kontakte (e1, e2) bestimmten Durchströmquerschnitt sowie dem vielfach grösser bemessenen Durchströmquerschnitt des Umschaltventils (s) zuzuschreiben. Dieses Vorschaltventil (v) ist beim Schliessen der Kontakte (e1, e2) geöffnet und führt Druckmittel aus dem Druckmittelspeicher (r) über das Umschaltventil (s) in den Antriebszylinder (c). Nach dem Schliessen der Kontakte (e1, e2) wird es geschlossen und stellt dann durch Umsteuerung des Umschaltventils (s) die Verbindung zwischen dem Antriebszylinder (c) und dem Auslassvolumen her. <IMAGE>The pressure medium drive is provided for opening and closing the contacts (e1, e2) of an electrical switch. It contains a pressure medium reservoir (r), a drive piston (t) sliding in a drive cylinder (c), which acts on a mechanism (j) for moving a movable contact (e1) of the switch, and a changeover valve (s) for selectively connecting the Pressure medium reservoirs (r) with the drive cylinder (c) or the drive cylinder (c) with an outlet volume for the pressure medium. This pressure medium drive is simple and inexpensive and can open the contacts of the switch much faster than they close. This is attributable to a ballast valve (v) arranged between the pressure medium reservoir (r) and the changeover valve (s) with a flow cross-section determined by the closing time of the contacts (e1, e2) and the flow cross-section of the changeover valve (s), which is often larger. This series valve (v) is open when the contacts (e1, e2) are closed and guides pressure medium from the pressure medium reservoir (r) via the changeover valve (s) into the drive cylinder (c). After closing the contacts (e1, e2) it is closed and then creates the connection between the drive cylinder (c) and the outlet volume by reversing the changeover valve (s). <IMAGE>

Description

    TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND
  • Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Druckmittelantrieb zum Öffnen und Schliessen der Kontakte eines Schalters, enthaltend ein Druckmittelreservoir, einen Antriebszylinder, einen im Antriebszylinder gleitenden Antriebskolben, einen vom Antriebskolben beaufschlagten Mechanismus zum Bewegen eines beweglichen der Kontakte des Schalters, und ein Umschaltventil zum Verbinden des Druckmittelreservoirs mit dem Antriebszylinder beim Schliessen der Kontakte und zum Verbinden des Antriebszylinders mit einem Auslassvolumen beim öffnen der Kontakte.The invention is based on a pressure medium drive for opening and closing the contacts of a switch, containing a pressure medium reservoir, a drive cylinder, a drive piston sliding in the drive cylinder, a mechanism actuated by the drive piston for moving a movable contact of the switch, and a changeover valve for connecting the Pressure medium reservoirs with the drive cylinder when the contacts close and for connecting the drive cylinder to an outlet volume when the contacts open.
  • STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
  • Ein derartiger Druckmittelantrieb ist in US 2,384,801 A beschrieben. Dieser Druckmittelantrieb weist einen in einem Zylinder 15 geführten und über eine Kolbenstange 49 und ein Gestänge 50 auf einen beweglichen Kontakt eines Schalters wirkenden Kolben 17 auf. Zum Schliessen der Kontakte des Schalters wird dem Zylinder 15 über ein elektromagnetisch betätigtes Umschaltventil 21 und ein Drosselventil 23 Druckluft aus einem mit einer Kammer 186 des Umschaltventils 21 verbundenen Druckluftreservoir zugeführt. Die in den Zylinder 15 geführte Druckluft verschiebt den Kolben 17 und bewirkt so ein Schliessen der Kontakte und ein Spannen einer beim Ausschalten das öffnen der Kontakte bewirkenden Rückstellfeder 52. Das Umschaltventil 21 enthält ein Einlassventil 185, über welches beim Einschalten die Druckluft in den Zylinder 15 geführt wird, sowie ein Auslassventil 193, über welches beim öffnen der Kontakte bei geschlossenem Einlassventil 185 Luft aus dem Zylinder 15 nach aussen entfernt wird. Die Durchströmquerschnitte von Ein- und Auslassventil sind etwa gleich gross bemessen und auf die zum Schliessen der Kontakte und zum Spannen der Rückstellfeder 52 erforderliche Zeitdauer abgestimmt. Bei einer Kursschlussabschaltung ist die zum Öffnen der Kontakte zugelassene Zeitdauer jedoch wesentlich kürzer als beim Schliessen. Daher weist der Druckmittelantrieb nach dem Stand der Technik zusätzlich ein weiteres elektromagnetisch betätigtes Ventil 25 mit einem wesentlich grösseren Durchströmquerschnitt als das Ein- oder das Auslassventil auf. Hierdurch wird die Zeitdauer beim Öffnen der Kontakte wesentlich verkürzt. Jedoch ist ein solches Ventil wegen seines grossen Durchströmquerschnittes aufwendig.Such a pressure medium drive is described in US 2,384,801 A. This pressure medium drive has a piston 17, which is guided in a cylinder 15 and acts on a movable contact of a switch via a piston rod 49 and a linkage 50. To close the contacts of the switch, the cylinder 15 is supplied with compressed air from an compressed air reservoir connected to a chamber 186 of the changeover valve 21 via an electromagnetically operated changeover valve 21 and a throttle valve 23. The compressed air fed into the cylinder 15 displaces the pistons 17 and causes a closing of the contacts and a tensioning of a return spring 52 which causes the contacts to open when switched off. The changeover valve 21 contains an inlet valve 185, via which the compressed air is guided into the cylinder 15 when switched on, and an outlet valve 193, via which when opening the contacts with the inlet valve 185 air removed from the cylinder 15 to the outside. The flow cross-sections of the inlet and outlet valves are of approximately the same size and are matched to the time required to close the contacts and to tension the return spring 52. When the course closes, the time allowed to open the contacts is considerably shorter than when closing. Therefore, the pressure medium drive according to the prior art additionally has a further electromagnetically actuated valve 25 with a substantially larger flow cross section than the inlet or outlet valve. This significantly shortens the time when the contacts open. However, such a valve is expensive because of its large flow cross-section.
  • DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION
  • Die Erfindung, wie sie in Patentanspruch 1 definiert ist, liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckmittelantrieb für einen elektrischen Schalter zu schaffen, welcher einfach und kostengünstig aufgebaut ist und dennoch die Kontakte des Schalters erheblich schneller zu öffnen als zu schliessen vermag.The invention, as defined in claim 1, has for its object to provide a pressure medium drive for an electrical switch, which is simple and inexpensive and yet can open the contacts of the switch much faster than it can close.
  • Der erfindungsgemässe Druckmittelantrieb zeichnet sich dadurch aus, dass er neben dem bereits vorhandenen Umschaltventil zusätzlich lediglich ein einfaches und einen geringen Durchströmquerschnitt aufweisendes elektromagnetisch betätigbares Vorschaltventil aufweist. Dieses Vorschaltventil steuert das Umschaltventil bei einem Schaltvorgang des Schalters mit dem Druckmittel an. Gegenüber dem Vorschaltventil kann das Umschaltventil daher einen wesentlich grösseren Durchströmquerschnitt aufweisen. Lediglich beim Schliessen der Kontakte des Schalters wird Druckmittel über das Vorschaltventil und das Umschaltventil geführt wird. Beim Öffnen der Kontakte des Schalters wird Druckmittel hingegen nur über das einen grossen Durchströmquerschnitt aufweisende Umschaltventil geführt. Das Öffnen der Kontakte kann daher auch ohne ein zusätzlich nebem dem Umschaltventil vorgesehenenes elektromagnetisch betätigtes Ventil mit grossem Durchströmquerschnitt ausgeführt werden. Hierdurch sind beim Ausschalten ein rasches Entweichen von Druckmittel aus dem Antriebszylinder und damit besonders kurze Ausschaltzeiten gewährleistet.The pressure medium drive according to the invention is characterized in that, in addition to the changeover valve already present, it also has only a simple, low flow cross section with an electromagnetically actuated ballast valve. This series valve controls the changeover valve during a switching operation of the Switch with the pressure medium. Compared to the pre-control valve, the changeover valve can therefore have a substantially larger flow cross-section. Only when the contacts of the switch are closed is pressure medium passed through the series valve and the changeover valve. When the contacts of the switch are opened, on the other hand, pressure medium is only passed through the changeover valve which has a large flow cross section. The contacts can therefore also be opened without an electromagnetically operated valve with a large flow cross-section provided in addition to the changeover valve. This ensures a rapid escape of pressure medium from the drive cylinder when switching off and thus particularly short switch-off times.
  • Da das Vorschaltventil über das Druckmittel auf dass Umschaltventil wirkt, kann das Umschaltventil etwa durch Einbau eines in Abhängigkeit von der Strömungsrichtung des Druckmittels ansteuerbaren Ventilkörpers in besonders kostengünstiger Weise hergestellt werden.Since the ballast valve acts on the switchover valve via the pressure medium, the switchover valve can be manufactured in a particularly cost-effective manner, for example by installing a valve body which can be controlled as a function of the flow direction of the pressure medium.
  • Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemässen Druckmittelantriebs weist eine den Durchfluss des Druckmittels durch das Umschaltventil in Abhängigkeit von der Position des Antriebskolbens in einfacher und sicherer Weise verändernde Steuervorrichtung auf. Hierdurch wird unter anderem sowohl beim Ein- als auch beim Ausschalten eine gedämpfte Bewegung der Kontakte des Schalters erreicht.A particularly advantageous development of the pressure medium drive according to the invention has a control device which changes the flow of the pressure medium through the changeover valve in a simple and reliable manner as a function of the position of the drive piston. As a result, a damped movement of the contacts of the switch is achieved both when switching on and off.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING
  • Die einzige Figur zeigt eine Aufsicht auf einen schematisch und teilweise geschnitten dargestellten erfindungsgemässen Druckmittelantrieb beim Schliessen des elektrischen Schalters.The single figure shows a plan view of a pressure medium drive according to the invention, shown schematically and partially in section, when the electrical switch is closed.
  • WEG ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNGWAY OF CARRYING OUT THE INVENTION
  • Der in der Figur dargestellte Druckmittelantrieb weist einen Antriebszylinder c, einen Multifunktionsblock n und ein Druckmittel, wie insbesondere Druckluft, vom Druck p enthaltendes Druckmittelreservoir r auf, dessen Eingang über einen Druckregler 1 mit einer Druckmittelquelle q kommuniziert, und dessen Ausgang durch ein elektromagnetisch betätigbares Vorschaltventil v geöffnet und geschlossen werden kann. Der Multifunktionsblock n ist zwischen dem Vorschaltventil v und einer Kammer a des Antriebszylinders c angeordnet und enthält ein Umschaltventil s und eine Steuervorrichtung h.The pressure medium drive shown in the figure has a drive cylinder c, a multifunction block n and a pressure medium, such as in particular compressed air, from the pressure p containing pressure medium reservoir r, the input of which communicates with a pressure medium source q via a pressure regulator 1, and the output of which is controlled by an electromagnetically actuated ballast valve v can be opened and closed. The multifunction block n is arranged between the series valve v and a chamber a of the drive cylinder c and contains a changeover valve s and a control device h.
  • Die Kammer a ist durch einen druckmitteldicht im Antriebszylinder c geführten Antriebskolben t abgeschlossen. Der Antriebskolben t trägt eine Isolierstange i, welche mit einem Antriebsmechanismus j des Schalters kraftschlüssig gekoppelt ist. Ein beweglicher e₁ von zwei Kontakten e₁, e₂ des Schalters ist mit dem Antriebsmechanismus j kraftschlüssig verbunden. In der Einschaltposition des Schalters ruht der bewegliche Kontakt e₁ mit einer einen Druck p₁ hervorrufenden Kontaktkraft auf einem feststehenden e₂ der beiden Kontakte e₁, e₂. Der Antriebskolben t und der bewegliche Kontakt e₁ werden in der Einschaltposition von einer eine elektromagnetische Spule m enthaltenden Verklinkung gehalten. Die Verklinkung ist fortwährend der Kraft einer Feder g unterworfen, die mit ihrem einen Ende auf dem Antriebszylinder c und mit ihrem anderen Ende auf einem mit der Isolierstange i starr verbundenen Teil k abgestützt ist. In der Ausschaltposition des Schalters sind die Kontakte e₁, e₂ voneinander getrennt. Die vorgespannte Feder g drückt dann den Antriebskolben t gegen den Boden des Antriebszylinders c und hält den Antriebskolben t und damit auch den beweglichen Kontakt e₁ in einer definierten Lage.The chamber a is closed off by a drive piston t guided in the drive cylinder c in a pressure-tight manner. The drive piston t carries an insulating rod i, which is non-positively coupled to a drive mechanism j of the switch. A movable e₁ of two contacts e₁, e₂ of the switch is non-positively connected to the drive mechanism j. In the switched-on position of the switch, the movable contact e 1 rests on a fixed e 2 of the two contacts e 1, e 2 with a contact force that produces a pressure p 1. The drive piston t and the movable contact e₁ are held in the switched-on position by a latch containing an electromagnetic coil m. The latch is continuously subjected to the force of a spring g, which is supported at one end on the drive cylinder c and at its other end on a part k rigidly connected to the insulating rod i. In the off position of the switch, the contacts e₁, e₂ are separated from each other. The preloaded spring g then presses the drive piston t against the bottom of the drive cylinder c and holds the drive piston t and thus also the movable contact e 1 in a defined position.
  • Das Umschaltventil s weist einen in Abhängigkeit von der Strömungsrichtung des hindurchtretenden Druckmittels ansteuerbaren Ventilkörper w auf. Dieser Ventilkörper w ist in einer Bohrung x des Umschaltventils s verschieblich geführt. Die Bohrung x kommuniziert mit dem Vorschaltventil v und ist über Leitungen b₁, b₂ mit dem Antriebszylinder c und über eine Schnellauslass-Öffnung u mit einem Auslassvolumen, etwa Atmosphäre, zur Aufnahme von verbrauchtem Druckmittel verbunden. Der Ventilkörper w weist einen nach Art von Dichtungslippen y ausgebildeten Randbereich auf, welcher in Abhängigkeit von der Strömungsrichtung des Druckmittels beim Schliessen der Kontakte e₁, e₂ an die Schnellauslass-Öffnung u (Figur) und beim Öffnen der Kontakte an die Wand der Bohrung x (gestrichelte Darstellung des Ventilkörpers w in der Figur) angepresst wird.The changeover valve s has a valve body w which can be controlled as a function of the flow direction of the pressure medium passing through. This valve body w is slidably guided in a bore x of the changeover valve s. The bore x communicates with the ballast valve v and is connected via lines b₁, b₂ to the drive cylinder c and via a quick outlet opening u to an outlet volume, such as atmosphere, for receiving used pressure medium. The valve body w has an edge region designed in the manner of sealing lips y, which depending on the direction of flow of the pressure medium when the contacts e 1, e 2 are closed at the quick outlet opening u (FIG. 2) and when the contacts are opened at the wall of the bore x ( dashed representation of the valve body w in the figure) is pressed.
  • Die Steuervorrichtung h weist ein den Durchströmquerschnitt der Leitungen b₁, b₂ veränderndes Organ auf. Dieses Organ ist von einer Stange d gebildet, die über das Teil k und die Isolierstange i mit dem Antriebskolben t kraftschlüssig verbunden ist. Die Stange d ist in einer Kammer o geführt. Sie drosselt den Durchströmquerschnitt der Leitungen b₁, b₂ in der Ausschaltposition (Figur), d. h. bei geöffneten Kontakten e₁, e₂. Die Steuervorrichtung h weist ferner einen Spalt f auf, welcher in der Ausschaltposition die Kammer o mit dem Auslassvolumen zur Aufnahme von verbrauchtem Druckmittel verbindet.The control device h has a flow cross section of the lines b₁, b₂ changing organ. This organ is formed by a rod d, which is non-positively connected to the drive piston t via the part k and the insulating rod i. The rod d is guided in a chamber o. It throttles the flow cross-section of the lines b₁, b₂ in the off position (Figure), d. H. with open contacts e₁, e₂. The control device h also has a gap f which, in the switched-off position, connects the chamber o to the outlet volume for receiving used pressure medium.
  • Bei Betrieb des erfindungsgemässen Druckmittelantriebs wird Druckmittel, wie vorzugsweise Druckluft, durch den Druckregler 1 geführt, welcher den Druck p des Druckmittels im Druckmittelreservoir r stabilisiert.When the pressure medium drive according to the invention is operated, pressure medium, such as preferably compressed air, is guided through the pressure regulator 1, which stabilizes the pressure p of the pressure medium in the pressure medium reservoir r.
  • Zum Schliessen der Kontakte e₁, e₂ wird zunächst das Vorschaltventil v geöffnet. Druckmittel vom Druck p strömt nun aus dem Druckmittelreservoir r über das Vorschaltventil v in die Bohrung x des Umschaltventils s. Diese Druckmittelströmung führt den Ventilkörper w gegen die Schnellauslass-Öffnung u. Der nach Art von Dichtungslippen y ausgeführte Randbereich des Ventilkörpers w wird durch den sich in der Bohrung x aufbauenden Druck unter vollständiger Abdichtung gegen das Auslassvolumen an die Schnellauslass-Öffnung u angepresst. Das Druckmittel wird durch die Leitung b₁, die Kammer o und die Leitung b₂ in die Kammer a des Antriebszylinders c geführt. Zu Beginn des Einschaltvorganges drosselt die in die Kammer o eingeführte Stange d (Figur) den Durchströmquerschnitt der Kammer o. Das durch die Kammer o geführte Druckmittel verschiebt den Antriebskolben t langsam nach oben. Hierdurch werden gleichzeitig der bewegliche Kontakt e₁ verschoben, die Feder g aufgeladen und die Stange d unter ständiger Vergrösserung des Durchströmquerschnittes aus der Kammer o entfernt. Nach Freigabe der Kammer o verschiebt sich der Antriebskolben t nun mit konstanter Geschwindigkeit. Schliesslich kommt der bewegliche Kontakt e₁ unter Bildung einer Kontaktkraft p₁ in Eingriff mit dem feststehenden Kontakte e₂ und werden der Antriebskolben t und damit auch der bewegliche Kontakt e₁ durch die elektromagnetische Kraft der Spule m verklinkt. Die Stange d befindet sich nun oberhalb des Spaltes f. Der Spalt f bewirkt am Ende der Aufwärtsbewegung des Antriebskolben t das Entweichen von Druckmittel, wodurch der Druck p in der Kammer o und damit auch in der Kammer a vermindert wird. Durch Minderung des Druckes in der Kammer a des Antriebszylinder c wird die Aufprallbewegung der beiden Kontakte e₁, e₂ beim Schliessen wirkungsvoll gedämpft.To close the contacts e₁, e₂, the ballast valve v is first opened. Pressure medium from the pressure p now flows from the pressure medium reservoir r via the ballast valve v into the bore x of the changeover valve s. This pressure medium flow guides the valve body w against the quick exhaust port u. The edge region of the valve body w, designed in the manner of sealing lips y, is pressed against the outlet volume u against the outlet volume by the pressure building up in the bore x, with complete sealing. The pressure medium is passed through line b 1, chamber o and line b 2 into chamber a of the drive cylinder c. At the beginning of the switch-on process, the rod d (FIG.) Inserted into the chamber o throttles the flow cross-section of the chamber o. The pressure medium passed through the chamber o slowly moves the drive piston t upwards. As a result, the movable contact e 1 are simultaneously shifted, the spring g is charged and the rod d is removed from the chamber o with a constant increase in the flow cross section. After the chamber o has been released, the drive piston t now moves at a constant speed. Finally, the movable contact e 1 comes into contact with the fixed contact e 2 to form a contact force and the drive piston t and thus the movable contact e 1 are latched by the electromagnetic force of the coil m. The rod d is now above the gap f. At the end of the upward movement of the drive piston t, the gap f causes pressure medium to escape, as a result of which the pressure p in the chamber o and thus also in the chamber a is reduced. By reducing the pressure in the chamber a of the drive cylinder c, the impact movement of the two contacts e 1, e 2 is effectively damped when closing.
  • Nach dem Schliessen und Verklinken der Kontakte e₁, e₂ wird das Vorschaltventil v geschlossen. Da die Bohrung x gegenüber der Kammer a ein sehr kleines Volumen aufweist, fällt der über den Spalt f sich abbauende Druck des Druckmittels in der Bohrung x viel rascher ab als in der der Kammer a des Antriebszylinder c. Als Folge davon heben sich die elastisch deformierten Dichtungslippen y des Ventilkörpers w von der Schnellauslass-Öffnung u ab und strömt Druckmittel aus der Bohrung x nun auch über die Schnellauslass-Öffnung u in das Auslassvolumen ab. Die nun einsetzende Druckmittelströmung aus der Kammer a des Antriebszylinders c führt die Dichtungslippen y an die Wand der Bohrung x und verschiebt den Ventilkörper w vollständig nach links (in der Figur gestrichelt dargestellt). Das in der Kammer a befindliche Druckmittel wird über das nun vollständig geöffnete, einen grossem Durchströmquerschnitt aufweisende Umschaltventil s und die Schnellauslass-Öffnung u sehr rasch in das Auslassvolumen entfernt. Hierdurch wird erreicht, dass der Schalter ohne ein zusätzliches Ausschaltventil in äusserst kurzer Zeit für eine Schnellausschaltung bereit ist.After closing and latching the contacts e₁, e₂, the ballast valve v is closed. Since the bore x has a very small volume in relation to the chamber a, the pressure of the pressure medium in the bore x which decreases via the gap f drops much more rapidly than in that of the chamber a of the drive cylinder c. As a result, the elastically deformed sealing lips y of the valve body w rise from the quick outlet opening u and pressure medium from the bore x now flows into the quick outlet opening u Outlet volume from. The now beginning pressure medium flow from the chamber a of the drive cylinder c leads the sealing lips y to the wall of the bore x and shifts the valve body w completely to the left (shown in dashed lines in the figure). The pressure medium in chamber a is very quickly removed into the outlet volume via the changeover valve s, which is now completely open and has a large flow cross-section, and the quick outlet opening u. This ensures that the switch is ready for a quick switch-off in an extremely short time without an additional switch-off valve.
  • Zum Öffnen der Kontakte e₁, e₂ des Schalters wird zunächst die Verklinkung durch Entregung der elektromagnetischen Spule m aufgehoben. Durch die Kraft der aufgeladenen Feder g bewegen sich der Antriebskolben t und der bewegliche Kontakt e₁ in die Ausschaltposition des Schalters. Noch in der Kammer a verbliebenes Druckmittel von Atmosphärendruck entweicht über die Leitung b₂, die Kammer o, die Leitung b₁, die Bohrung x und die Schnellauslass-Öffnung u in das auf Atmosphärendruck befindliche Auslassvolumen. Gegen Ende der Hubbewegung des Antriebskolbens t dringt die Stange d in die Kammer o ein und drosselt den Durchströmquerschnitt der Leitungen b₁, b₂. Hierdurch wird die Bewegung des Antriebskolben t und damit auch des Kontaktes e₁ wirkungsvoll gedämpft.To open the contacts e₁, e₂ of the switch, the latch is first released by de-excitation of the electromagnetic coil m. By the force of the charged spring g, the drive piston t and the movable contact e 1 move into the off position of the switch. In the chamber a remaining pressure medium from atmospheric pressure escapes via the line b₂, the chamber o, the line b₁, the bore x and the quick-release opening u into the outlet volume at atmospheric pressure. Towards the end of the stroke movement of the drive piston t, the rod d penetrates into the chamber o and throttles the flow cross-section of the lines b 1, b 2. As a result, the movement of the drive piston t and thus the contact e 1 is effectively damped.
  • BEZEICHNUNGSLISTELIST OF DESIGNATIONS
  • aa
    Kammerchamber
    b₁, b₂b₁, b₂
    Leitungencables
    cc
    AntriebszylinderDrive cylinder
    dd
    Stangepole
    e₁, e₂e₁, e₂
    Kontaktecontacts
    ff
    Spaltgap
    gG
    Federfeather
    hH
    SteuervorrichtungControl device
    ii
    IsolierstangeInsulating rod
    jj
    AntriebsmechanismusDrive mechanism
    kk
    Teilpart
    ll
    DruckreglerPressure regulator
    mm
    elektromagnetische Spuleelectromagnetic coil
    nn
    MultifunktionsblockMultifunction block
    oO
    Kammerchamber
    p, p₁p, p₁
    DrückePress
    qq
    DruckmittelquellePressure source
    rr
    DruckmittelreservoirPressure medium reservoir
    ss
    UmschaltventilChangeover valve
    tt
    AntriebskolbenDrive piston
    uu
    Schnellauslass-ÖffnungQuick outlet opening
    vv
    VorschaltventilBallast valve
    ww
    VentilkörperValve body
    xx
    Bohrungdrilling
    yy
    DichtungslippenSealing lips

Claims (14)

  1. Druckmittelantrieb zum Öffnen und Schliessen der Kontakte (e₁, e₂) eines Schalters, enthaltend
    - ein Druckmittelreservoir (r),
    - einen Antriebszylinder (c),
    - einen im Antriebszylinder (c) gleitenden Antriebskolben (t),
    - einen vom Antriebskolben (t) beaufschlagten Mechanismus (j) zum Bewegen eines beweglichen (e₁) der Kontakte (e₁, e₂) des Schalters, und
    - ein Umschaltventil (s) zum Verbinden des Druckmittelreservoirs (r) mit dem Antriebszylinder (c) beim Schliessen der Kontakte (e₁, e₂) und zum Verbinden des Antriebszylinders (c) mit einem Auslassvolumen beim Öffnen der Kontakte (e₁, e₂),
    dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Druckmittelreservoir (r) und dem Umschaltventil (s) ein Vorschaltventil (v) angeordnet ist, das beim Schliessen der Kontakte (e₁, e₂) geöffnet ist und Druckmittel aus dem Druckmittelspeicher (r) über das Umschaltventil (s) in den Antriebszylinder (c) führt, das nach dem Schliessen der Kontakte (e₁, e₂) geschlossen ist, und das nach seinem Schliessen durch Umsteuerung des Umschaltventils (s) die Verbindung zwischen dem Antriebszylinder (c) und dem Auslassvolumen herstellt.
    Pressure medium drive for opening and closing the contacts (e₁, e₂) of a switch, containing
    - a pressure medium reservoir (r),
    - a drive cylinder (c),
    - a drive piston (t) sliding in the drive cylinder (c),
    - A mechanism (j) acted upon by the drive piston (t) for moving a movable (e₁) of the contacts (e₁, e₂) of the switch, and
    a changeover valve (s) for connecting the pressure medium reservoir (r) to the drive cylinder (c) when the contacts (e₁, e₂) are closed and for connecting the drive cylinder (c) to an outlet volume when the contacts (e₁, e₂) are opened,
    characterized in that a series valve (v) is arranged between the pressure medium reservoir (r) and the changeover valve (s), which is open when the contacts (e₁, e₂) are closed and pressure medium from the pressure medium store (r) via the changeover valve (s) leads into the drive cylinder (c), which is closed after the contacts (e₁, e₂) are closed, and which, after its closure by reversing the changeover valve (s), establishes the connection between the drive cylinder (c) and the outlet volume.
  2. Druckmittelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschaltventil (s) einen in Abhängigkeit von der Strömungsrichtung des hindurchtretenden Druckmittels ansteuerbaren Ventilkörper (w) aufweist.Pressure medium drive according to claim 1, characterized in that the changeover valve (s) has a valve body (w) which can be controlled as a function of the flow direction of the pressure medium passing through.
  3. Druckmittelantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (w) in einer Bohrung (x) des Umschaltventils (s) verschieblich geführt ist, welche Bohrung (x) mit dem Vorschaltventil (v) und dem Antriebszylinder (c) kommuniziert und über eine Schnellauslass-Öffnung (u) mit dem Auslassvolumen verbunden ist.Pressure medium drive according to claim 2, characterized in that the valve body (w) is displaceably guided in a bore (x) of the changeover valve (s), which bore (x) communicates with the ballast valve (v) and the drive cylinder (c) and via a Quick outlet opening (u) is connected to the outlet volume.
  4. Druckmittelantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (w) einen nach Art von Dichtungslippen (y) ausgebildeten Randbereich aufweist, welcher in Abhängigkeit von der Strömungsrichtung des Druckmittels beim Schliessen der Kontakte (e₁, e₂) an die Schnellauslass-Öffnung (u) und beim Öffnen der Kontakte an die Wand der Bohrung (x) angepresst wird.Pressure medium drive according to claim 3, characterized in that the valve body (w) has an edge region designed in the manner of sealing lips (y) which, depending on the direction of flow of the pressure medium when the contacts (e₁, e₂) close to the quick-release opening (u ) and is pressed against the wall of the bore (x) when opening the contacts.
  5. Druckmittelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine in den Strömungsweg des Druckmittels geschaltete Steuervorrichtung (h) vorgesehen ist, welche die Durchflussmenge des zwischen dem Umschaltventil (s) und dem Antriebszylinder (c) strömenden Druckmittels in Abhängigkeit von der Stellung des Antriebskolben (t) verändert.Pressure medium drive according to one of claims 1 to 4, characterized in that in addition a control device (h) is provided in the flow path of the pressure medium, which controls the flow rate of the pressure medium flowing between the changeover valve (s) and the drive cylinder (c) depending on the Position of the drive piston (t) changed.
  6. Druckmittelantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (h) zwischen das Umschaltventil (s) und den Antriebszylinder (c) in den Strömungsweg des Druckmittels geschaltet ist.Pressure medium drive according to claim 5, characterized in that the control device (h) is connected between the changeover valve (s) and the drive cylinder (c) in the flow path of the pressure medium.
  7. Druckmittelantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (h) ein Organ aufweist, welches den Durchströmquerschnitt einer Leitung (b₁, b₂) verändert, welche die Druckmittelverbindung zwischen dem Umschaltventil (s) und dem Antriebszylinder (c) sicherstellt.Pressure medium drive according to claim 6, characterized in that the control device (h) has an organ which changes the flow cross-section of a line (b₁, b₂) which ensures the pressure medium connection between the changeover valve (s) and the drive cylinder (c).
  8. Druckmittelantrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Organ der Steuervorrichtung (h) eine mechanisch mit dem Antriebskolben (t) verbundene und in einer den Durchströmquerschnitt der Leitung (b₁, b₂) bestimmenden Kammer (o) geführte Stange (d) aufweist.Pressure medium drive according to Claim 7, characterized in that the organ of the control device (h) has a rod (d) which is mechanically connected to the drive piston (t) and guided in a chamber (o) which determines the flow cross-section of the line (b₁, b₂).
  9. Druckmittelantrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stange (d) bei geöffneten Kontakten (e₁, e₂) den Durchströmquerschnitt der Leitung (b₁, b₂) drosselt.Pressure medium drive according to claim 8, characterized in that the rod (d) throttles the flow cross-section of the line (b₁, b₂) when the contacts (e₁, e₂) are open.
  10. Druckmittelantrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuervorrichtung (h) zusätzlich ein Spalt (f) vorgesehen ist, welcher bei geschlossenen Kontakten (e₁, e₂) die Kammer (o) mit dem Auslassvolumen für das Druckmittel verbindet.Pressure medium drive according to claim 9, characterized in that in the control device (h) an additional gap (f) is provided which connects the chamber (o) with the outlet volume for the pressure medium when the contacts (e₁, e₂) are closed.
  11. Druckmittelantrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebskolben (t) bei geschlossenen Kontakten (e₁, e₂) durch eine Verklinkung gehalten ist.Pressure medium drive according to claim 10, characterized in that the drive piston (t) is held by a latch when the contacts (e₁, e₂) are closed.
  12. Druckmittelantrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verklinkung eine elektromagnetische Spule (m) enthält.Pressure medium drive according to claim 10, characterized in that the latch contains an electromagnetic coil (m).
  13. Druckmittelantrieb nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verklinkung bei geschlossenen Kontakten (e₁, e₂) fortwährend mit der Kraft einer Feder (g) beaufschlagt ist.Pressure medium drive according to one of claims 11 or 12, characterized in that the latching with closed contacts (e₁, e₂) is continuously acted upon by the force of a spring (g).
  14. Druckmittelantrieb nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschaltventil (s) und die Steuervorrichtung (h) in einen Multifunktionsblock (n) integriert sind.Pressure medium drive according to one of claims 5 to 13, characterized in that the changeover valve (s) and the control device (h) are integrated in a multifunction block (s).
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