WO2010112130A1 - Hydromechanischer antrieb für elektrische leistungsschalter - Google Patents

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WO2010112130A1
WO2010112130A1 PCT/EP2010/001559 EP2010001559W WO2010112130A1 WO 2010112130 A1 WO2010112130 A1 WO 2010112130A1 EP 2010001559 W EP2010001559 W EP 2010001559W WO 2010112130 A1 WO2010112130 A1 WO 2010112130A1
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drive according
drive
switching
control
camshaft
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PCT/EP2010/001559
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English (en)
French (fr)
Inventor
Joachim Eggers
Claus Sticker
Original Assignee
Abb Technology Ag
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/28—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • H01H33/30—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using fluid actuator
    • H01H33/34—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using fluid actuator hydraulic

Definitions

  • the invention relates to a hydromechanical drive for electrical circuit breaker with a hydraulic cylinder-piston arrangement for acting on the electric circuit breaker, with at least one Mehrwege- switching valve, with an integrated damping device, with a memory for hydraulic pressure fluid and with an energy storage, preferably of at least a disc spring assembly is formed, which cooperates with one or more memory modules.
  • hydro-mechanical spring-loaded actuators usually work together with a 2/3-way poppet valve and are formed in a modular manner from the components charging module, working module, memory module, monitoring module and control module. Due to the modular design, the field of application of the drives is significantly expanded.
  • the working module has an integrated damping for the switch-on and Ausschalttraum and is essentially acted upon by a spring-loaded memory, which acts on one or more memory modules.
  • the known hydro-mechanical spring-actuated drive is adapted with regard to the required drive energy or the nominal switching sequence, this leads to an expansion of the component requirement in the existing designs.
  • the known integrated damping must be adapted to the respective application. For this purpose, it has always been necessary to determine the respectively responsible for the damping components by trying to adjust the applicable damping characteristics, which increases the manufacturing effort in terms of time and material, as in the existing drives, the adjustment of the damping from the outside is not possible.
  • Another disadvantage is that the measurement of each set damping and thus a secure control of compliance with the specified requirements from the outside is not possible.
  • the invention provides that the hydromechanical drive is provided with at least two multi-way switching valves, which are designed as 2/2-way valve, and that the hydraulic control of the drive is adapted thereto.
  • the otherwise previously required effort to control the circuit breaker is significantly reduced, since this standardized components can be used and not specially adapted, related to the particular order custom-made are required.
  • a preferred embodiment of the hydromechanical drive according to the invention provides that the 2/2-way valves are each assigned separately with them. th memory modules work together as energy storage, whereby the possibility of a higher switching performance is given.
  • An advantageous alternative of the hydromechanical drive according to the invention is characterized in that to increase the drive energy at least one further memory module is connected in parallel, which is not possible with conventional switchgear, but must be planned from the outset.
  • At least one further memory module is connected in parallel for expanding the nominal switching sequence.
  • This additional function increase requires a corresponding advance planning in conventional switching drives, otherwise a subsequent adaptation of the nominal switching sequence is not or only a lot of effort can be realized.
  • the drive according to the invention is characterized in that the actuation of the valves is provided in each case by means of control cam of a camshaft.
  • the camshaft may preferably be actuated electrically, for example by means of a stepping motor, or instead of an electric drive, the camshaft may be mechanically actuated, for example via a transmission.
  • the drive for actuating the camshaft can be designed hydraulically or hydromechanically.
  • control cams are rotationally actuated.
  • control cams are translationally actuated instead.
  • the outer contour of the control cam is predetermined, that is, according to the outer contour of the control cam is the Actuation of the switching on or off of the hydraulic drive inducing respect to the time course.
  • control cam are provided with a defined contour, which specifically controls the switching behavior of the 2/2-way poppet valves.
  • Another advantageous feature of the hydromechanical drive according to the invention is characterized in that the respective cam position is maintained at the end of a switching operation. This ensures that a subsequent switching operation is immediately possible without first a switching position must be approached first.
  • each storage module serving as energy storage is advantageously formed by at least one spring assembly, which preferably consists of disc springs, which is preferably designed as a disc spring column.
  • the single figure is a circuit diagram for a hydromechanical drive for an electrical circuit breaker.
  • the single FIGURE shows a circuit diagram for a hydromechanical drive 10 for an electrical power switch 12, which shows the mode of action or the components belonging to the hydromechanical drive 10 in their respective functional assignment.
  • a hydromechanical drive 10 for an electrical power switch 12 shows the mode of action or the components belonging to the hydromechanical drive 10 in their respective functional assignment.
  • the circuit breaker 10 to be actuated is shown in simplified form as an electrical circuit symbol. Its movable contact member 14 is acted upon by a connected to a hydraulic piston 20 in a hydraulic piston 18, which is designed as a differential piston piston rod 16 both to open the switch contact 14 of the circuit breaker 10 and to its closure.
  • This hydraulic cylinder 20 which forms the core of the hydromechanical drive 10, has a total of four connections 20.1, 20.2, 20.3 and 20.4 for connecting fluid lines for the supply or removal of fluid.
  • the guided in it piston 18 is designed as a differential piston. Accordingly, the hydraulic cylinder 20 has a cylinder space 21.1 and a cylinder space 21.2.
  • the cylinder space 21.1 absorbs the fluid to turn off the electric circuit breaker 12; the cylinder space 21.2 is filled with fluid when the electric power switch 12 is to be turned on.
  • first pressure line 22 is in each case fluidly connected via a first pressure line 22 and via a first outlet line 24 with a first also shown only as a symbol 2/2-way valve 26, which is actuated via a switching rod 27.1 by a first control cam 28 of a camshaft 30.
  • hydraulic cylinder 20 is further connected via a second outlet line 32 and a second pressure line 34, a second also shown as a symbol 2/2-way valve 36 which is also actuated via a shift rod 37.1 of a second control cam 38 of the camshaft 30.
  • the cams 28, 38 are offset by 90 ° relative to one another, so that the actuation of the two 2/2-way valves 26, 36 is synchronous, that is, at the same time, however in reverse.
  • Required valve positions of the two 2/2-way valves 26, 36 which feed or discharge the control fluid accordingly.
  • the following explanations relate to the achievement of the reproduced in the single figure open position of the switching contact 14 of the circuit breaker 12.
  • the camshaft control is controlled so that the first cam 28 occupies the position shown in which he with his flat side, the shift rod 27.1 applied.
  • the fluid channel in the valve 26.1 is opened in the 2/2-way valve 26, so that pressurized fluid from an energy store 40 via a pressure line 42 to the valve 26.1 and flows unhindered from there via the pressure line 22 to the port 20.1 of the hydraulic cylinder 20, thereby occupying the piston 18 in the end position shown on the cylinder bottom of the hydraulic cylinder 20.
  • valve 26.2 of the 2/2-way valve 26 is opened so that the fluid previously located in the cylinder chamber 21.2 from the piston 18 moving to the cylinder bottom via the line 24 through the valve 26.2 via a line 44 to a low pressure tank for the fluid can escape.
  • a controllable throttle 48 is installed, which is to ensure a controlled discharge of the fluid from the cylinder 20 to the low-pressure vessel 46.
  • the outlet line 32 is connected to the port 20.3, through which the fluid in the cylinder 20 during the switch-on, that is, when the cylinder chamber 21.2 is filled with fluid, can flow out.
  • a controllable throttle 49 is installed, which ensures a controlled flow of fluid, so that the closing operation of the electric circuit breaker 12 takes place with the required precision.
  • the outlet provided with the controllable throttle 49 is guided to the valve block 36.2 of the 2/2-way valve 36, which is connected via a line 50 with a low-pressure tank 52.
  • the low-pressure tank 49 in turn is connected via a further line 54, in which a ND filter 56 is arranged, with a pump 57 operated by a motor 57.
  • the outlet line 34 is connected to the port 20.4, which is connected to the valve block 36.1 of the 2/2-way valve 36.
  • the valve in the valve block 36.1 is open in this case so that pressurized fluid can flow from an energy store 60 via a line 62 to the valve 36 and thus to the cylinder space 21.2.
  • the control of the 2/2-way valve 36 was carried out in a corresponding manner as well as the 2/2-way valve 26 by applying a cam 38th
  • the aforementioned pump which is connected via lines 64, 68 to the pressure accumulators 40, 60 and these each supplied with pressurized fluid.
  • the lines 64, 68 are each provided with a check valve 66, which holds the pressure fluid present in the energy storage devices 40, 60 at the required pressure level.
  • a connecting line of the LP tank 46 with the LP tank 52 from which the common line 54 is guided with the interposition of the LP filter 56 to the pressure pump 58 for the fluid.

Landscapes

  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen hydromechanischer Antrieb für elektrische Leistungsschalter mit wenigstens einem Mehrwege-Schaltventil, mit einer integrierten Dämpfungseinrichtung, mit einem Speicher für hydraulisches Druckfluid und mit einem Energiespeicher, der vorzugsweise von wenigstens einer Tellerfedernanordnung gebildet ist, die mit ein oder mehreren Speichermodulen zusammenarbeitet, wobei der hydromechanische Antrieb mit wenigstens zwei Mehrwege-Schaltventilen ausgestattet ist, die als 2/2-Wege-Ventil ausgebildet sind, und die hydraulische Ansteuerung des Antriebs hieran angepasst ist.

Description

Hvdromechanischer Antrieb für elektrische Leistungsschalter
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen hydromechanischen Antrieb für elektrische Leistungsschalter mit einer hydraulischen Arbeitszylinder-Kolben-Anordnung zur Beaufschlagung des elektrischen Leistungsschalters, mit wenigstens einem Mehrwege- Schaltventil, mit einer integrierten Dämpfungseinrichtung, mit einem Speicher für hydraulisches Druckfluid und mit einem Energiespeicher, der vorzugsweise von wenigstens einer Tellerfedernanordnung gebildet ist, die mit ein oder mehreren Speichermodulen zusammenarbeitet.
Herkömmliche hydromechanische Federspeicherantriebe arbeiten üblicherweise mit einem 2/3-Wege-Sitzventil zusammen und sind modulartig aus den Komponenten Auflademodul, Arbeitsmodul, Speichermodul, Überwachungsmodul und Steuermodul gebildet. Durch die Modulbauweise ist das Anwendungsgebiet der Antriebe wesentlich erweitert. Das Arbeitsmodul weist eine integrierte Dämpfung für die Einschalt- und Ausschaltrichtung auf und wird im Wesentlichen von einem Federspeicher, der auf ein oder mehrere Speichermodule wirkt, beaufschlagt.
Soll im Zuge einer Anpassung der bekannte hydromechanische Federspeicherantrieb hinsichtlich der erforderlichen Antriebsenergie oder der Nennschaltfolge ange- passt werden, so führt dies bei den bestehenden Ausführungen zu einer Erweiterung des Komponentenbedarfs. Die bekanntermaßen integrierte Dämpfung muss jeweils an die betreffende Anwendung angepasst werden. Hierzu ist es bislang stets erforderlich, die jeweils für die Dämpfung verantwortlichen Komponenten durch Probieren zu bestimmen, um die zutreffende Dämpfungscharakteristik einzustellen, was den Fertigungsaufwand hinsichtlich Zeit und auch Material erhöht, da bei den bestehenden Antrieben die Einstellung der Dämpfung von außen nicht möglich ist.
Darüber hinaus bedeutet dies auch einen nicht ohne weiteres vorhersehbaren Bedarf an einer Vielzahl von zusätzlichen Teilen, gegebenenfalls auch von Neuteilen, mittels derer erst eine entsprechende Anpassung möglich ist. Insbesondere werden bei den genannten Funktionserweiterungen unter Umständen zusätzliche 2/3-Wege-Sitzven- tile benötigt, deren Beschaffung auf Schwierigkeiten stößt und hierdurch den Zeitbedarf für die Fertigung vergrößert abgesehen von den höheren Fertigungskosten.
Von Nachteil ist hierbei ferner, dass die Messung der jeweils eingestellten Dämpfung und damit eine sichere Kontrolle der Einhaltung der vorgegebenen Anforderungen von außen nicht möglich ist.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, einen hyd- romechanischen Antrieb der eingangs genannten Art derart zu modifizieren, dass bei geringst möglichem Aufwand eine möglichst hohe Vielfalt an Einsatz- beziehungsweise Anwendungsvarianten ermöglicht ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Demgemäß ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der hydromechanische Antrieb mit wenigstens zwei Mehrwege-Schaltventilen versehen ist, die als 2/2-Wege-Ventil ausgebildet sind, und dass die hydraulische Ansteuerung des Antriebs hieran angepasst ist. Hierdurch ist der ansonsten bisher erforderliche Aufwand zur Ansteuerung des Leistungsschalters deutlich verringert, da hierzu standardisierte Komponenten zum Einsatz kommen können und nicht speziell angepasste, auf den jeweiligen Auftrag bezogene Sonderanfertigungen erforderlich sind.
So sieht eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen hydromechani- schen Antriebes vor, dass die 2/2-Wege-Ventile jeweils mit ihnen separat zugeordne- ten Speichermodulen als Energiespeicher zusammenarbeiten, wodurch die Möglichkeit einer höheren Schaltleistung gegeben ist.
Eine vorteilhafte Alternative des erfindungsgemäßen hydromechanischen Antriebes ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Erhöhung der Antriebsenergie wenigstens ein weiteres Speichermodul parallel angeschlossen ist, was bei herkömmlichen Schaltanlagen nicht möglich ist, sondern von vorneherein geplant sein muss.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen hydromechanischen Antriebes ist wenigstens ein weiteres Speichermodul zur Erweiterung der Nennschaltfolge parallel angeschlossen. Auch diese zusätzliche Funktionserhöhung erfordert bei herkömmlichen Schaltantrieben eine entsprechende Vorausplanung, da anderenfalls eine nachträgliche Anpassung der Nennschaltfolge nicht oder nur hohem Aufwand realisierbar ist.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist der erfindungsgemäße Antrieb dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigung der Ventile jeweils mittels Steuernocken einer Nockenwelle vorgesehen ist. Hierbei kann die Nockenwelle vorzugsweise elektrisch betätigt sein, zum Beispiel mittels Schrittmotor, beziehungsweise an Stelle eines elektrischen Antriebes kann die Nockenwelle mechanisch betätigt sein, zum Beispiel über ein Getriebe.
Ferner kann der Antrieb zur Betätigung der Nockenwelle hydraulisch oder hydrome- chanisch ausgebildet sein.
Eine weitere Besonderheit des erfindungsgemäßen hydromechanischen Antriebes ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuernocken rotatorisch betätigt sind. Alternativ kann stattdessen aber auch vorgesehen sei, dass die Steuernocken translatorisch betätigt sind.
Gemäß einem weiteren Vorteil des erfindungsgemäßen hydromechanischen Antriebes sind Standardhydraulikelemente vorgesehen, die von den Steuernocken beaufschlagt sind und hierdurch das Ein- oder Ausschalten des hydraulischen Antriebs bewirken.
Hierbei erweist es sich als vorteilhaft, dass die Außenkontur der Steuernocken vorgegeben ist, das heißt, entsprechend der Außenkontur der Steuernocken erfolgt die Betätigung der das Ein- oder Ausschalten des hydraulischen Antriebs herbeiführenden hinsichtlich des zeitlichen Verlaufes.
Hieraus leitet sich ferner ab, dass die Außenkontur der Steuernocken maßgeblich für deren Steuerungsverhalten und damit für die jeweilige Schaltcharakteristik des erfindungsgemäßen hydromechanischen Antriebes ist.
Dementsprechend sind die Steuerungsnocken mit einer definierten Kontur versehen, welche gezielt das Schaltverhalten der 2/2-Wege-Sitzventile steuert.
Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal des erfindungsgemäßen hydromechanischen Antriebes ist dadurch gekennzeichnet, dass bei Beendigung eines Schaltvorganges die jeweilige Nockenstellung beibehalten ist. Hierdurch ist gewährleistet, dass ein darauf folgender Schaltvorgang unverzüglich möglich ist, ohne dass zuvor eine Schaltposition zunächst angefahren werden muss.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorteilhafter weise jedes als Energiespeicher dienende Speichermodul von wenigstens einem Federpaket gebildet, welches vorzugsweise aus Tellerfedern besteht, das in bevorzugter Weise als Tellerfedersäule ausgebildet ist.
Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Anhand eines in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles der Erfindung sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sowie besondere Vorteile der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.
Es zeigt:
die einzige Figur ein Schaltschema für einen hydromechanischen Antrieb für einen elektrischen Leistungsschalter.
In der einzigen Figur ist ein Schaltschema für einen hydromechanischen Antrieb 10 für einen elektrischen Leistungsschalter 12 wiedergegeben, welches die Wirkungsweise beziehungsweise die zu dem hydromechanischen Antrieb 10 gehörigen Komponenten in ihrer jeweiligen funktionellen Zuordnung zeigt. Hierbei sind die ansonsten in kompakter Anordnung einander zugeordneten einzelnen Komponenten und Aggregate zur Verdeutlichung ihres funktionellen Zusammenwirkens auseinander gezogen dargestellt.
Die Komponenten, auf deren Funktion nachfolgend im Detail eingegangen wird, sind in der gezeigten Figur entsprechend ihrer Funktion räumlich unterschiedlich positioniert, um den besonderen vereinfachten Schaltungsaufbau und dessen Wirkungsweise zu verdeutlichen. Demgemäß findet sich das Kernstück des hydromechani- schen Antriebes 10 und der von diesem beaufschlagte elektrische Leistungsschalter 12 in der Mitte der Abbildung.
Oberhalb davon ist der Schaltkreis mitsamt den zugehörigen Komponenten gezeigt, die für die Ausschaltung, das heißt Öffnung des elektrischen Leistungsschalters vorgesehen sind.
Unterhalb des hydromechanischen Antriebes 10 und des von diesem beaufschlagten elektrischen Leistungsschalters 12 ist die Schaltungsanordnung mitsamt den zugehörigen Komponenten gezeigt, die für die Einschaltung, das heißt Schließung des elektrischen Leistungsschalters vorgesehen sind.
Der zu betätigende Leistungsschalter 10 ist vereinfacht als elektrisches Schaltsymbol dargestellt. Sein bewegliches Kontaktglied 14 wird von einer mit einem in einem Hydraulikzylinder 20 geführten Hydraulikkolben 18, der als Differentialkolben ausgebildet ist, verbundenen Kolbenstange 16 sowohl zum Öffnen des Schaltkontaktes 14 des Leistungsschalters 10 als auch zu dessen Schließung beaufschlagt.
Dieser das Kernstück des hydromechanischen Antriebes 10 bildende Hydraulikzylinder 20 weist insgesamt vier Anschlüsse 20.1 , 20.2, 20.3 und 20.4 zum Anschluss von Fluidleitungen für die Einspeisung beziehungsweise für die Abfuhr von Fluid auf. Der in ihm geführte Kolben 18 ist als Differentialkolben ausgeführt. Demgemäß besitzt der Hydraulikzylinder 20 einen Zylinderraum 21.1 und einen Zylinderraum 21.2.
Der Zylinderraum 21.1 nimmt das Fluid auf zur Ausschaltbetätigung des elektrischen Leistungsschalters 12; der Zylinderraum 21.2 wird mit Fluid gefüllt, wenn der elektrische Leistungsschalter 12 eingeschaltet werden soll.
und ist jeweils fluidmäßig verbunden über eine erste Druckleitung 22 sowie über eine erste Auslaßleitung 24 mit einem ersten ebenfalls nur als Symbol dargestellten 2/2-Wege-Ventil 26, welches über eine Schaltstange 27.1 von einem ersten Steuernocken 28 einer Nockenwelle 30 betätigt wird.
Mit dem Hydraulikzylinder 20 ist ferner über eine zweite Auslaßleitung 32 und eine zweite Druckleitung 34 ein zweites ebenfalls als Symbol dargestelltes 2/2-Wege- Ventil 36 verbunden, welches ebenfalls über eine Schaltstange 37.1 von einem zweiten Steuernocken 38 der Nockenwelle 30 betätigt wird.
Wie dem in der einzigen Figur gezeigten Schaltschema des hydromechanischen Antriebes 10 zu entnehmen ist, sind die Nocken 28, 38 um 90° zueinander versetzt, so dass die Betätigung der beiden 2/2-Wegeventile 26, 36 zwar synchron, das heißt zeitgleich, jedoch gegenläufig erfolgt. Hieraus resultieren die für den Öffnungsvorgang „AUS" bezüglich der Schaltstellung des Schaltkontaktes 14 des elektrischen Leistungsschalters 12, der so die Offenstellung einnimmt, beziehungsweise für den Schließvorgang „EIN" bezüglich der Schaltstellung des Schaltkontaktes 14 des elektrischen Leistungsschalters 12, der so die Einschaltstellung einnimmt, erforderlichen Ventilstellungen der beiden 2/2-Wegeventile 26, 36, welche das Steuerfluid entsprechend einspeisen beziehungsweise abführen.
Die beiden an sich jeweils in einem einzigen Gehäuse untergebrachten 2/2- Wegeventile 26, 36 sind wegen ihrer unterschiedlichen Schaltfunktion und dem hierfür erforderlichen Fluidanschluß als voneinander separierte Baugruppen dargestellt, die jeweils über eine Steuerstange 27.2, 37.2 zwecks synchroner Betätigung miteinander verbunden sind.
Wie bereits angegeben, erfolgt die Betätigung der beiden 2/2-Wegeventile 26, 36 durch die Nocken 28, 38. Diese Nocken 28, 38 bewirken die Öffnung beziehungsweise Schließung von Fluidwegen innerhalb der beiden 2/2-Wegeventile 26, 36.
Die nachfolgenden Erläuterungen beziehen sich auf die Erreichung der in der einzigen Figur wiedergegebenen Offenstellung des Schaltkontakts 14 des Leistungsschalters 12. Hierzu wird der Steuerantrieb der Nockenwelle so angesteuert, dass der erste Nocken 28 die gezeigte Position einnimmt, in welcher er mit seiner Flachseite die Schaltstange 27.1 beaufschlagt.
Hierdurch wird im 2/2-Wegeventil 26 der Fluidkanal im Ventil 26.1 geöffnet, so dass Druckfluid aus einem Energiespeicher 40 über eine Druckleitung 42 zum Ventil 26.1 und von dort ungehindert über die Druckleitung 22 dem Anschluss 20.1 des Hydraulikzylinders 20 zuströmt und dabei den Kolben 18 in die gezeigte Endposition am Zylinderboden des Hydraulikzylinders 20 einnimmt.
Gleichzeitig wird der Fluidweg im Ventil 26.2 des 2/2-Wegeventils 26 geöffnet, so dass das zuvor im Zylinderraum 21.2 befindliche Fluid von dem sich zum Zylinderboden hin bewegenden Kolben 18 über die Leitung 24 durch das Ventil 26.2 über eine Leitung 44 zu einem Niederdrucktank für das Fluid entweichen kann.
In die Auslaßleitung 24 ist eine steuerbare Drossel 48 eingebaut, welche eine kontrollierte Abführung des Fluids aus dem Zylinder 20 zum Niederdruckbehälter 46 sicherstellen soll.
Gegenüber des Anschlusses 20.1 für die Druckleitung 22 ist am Anschluss 20.3 die Auslaßleitung 32 angeschlossen, durch welche das im Zylinder 20 befindliche Fluid beim Einschaltvorgang, das heißt, wenn der Zylinderraum 21.2 mit Fluid gefüllt wird, abströmen kann. In die Auslaßleitung 32 ist ebenfalls eine steuerbare Drossel 49 eingebaut, welche für eine kontrollierte Fluidströmung sorgt, so dass der Schließvorgang des elektrischen Leistungsschalters 12 mit der erforderlichen Präzision erfolgt.
Die mit der steuerbaren Drossel 49 versehene Auslaßleitung ist zum Ventilblock 36.2 des 2/2-Wegeventils 36 geführt, welches über eine Leitung 50 mit einem Niederdrucktank 52 verbunden ist.
Der Niederdrucktank 49 seinerseits ist über weitere Leitung 54, in welcher ein ND- Filter 56 angeordnet ist, mit einer von einem Motor 57 betriebenen Pumpe 58 verbunden.
Gegenüber dem Anschluss 20.2 für die Druckleitung 24 ist am Anschluss 20.4 die Auslaßleitung 34 angeschlossen, welche mit dem Ventilblock 36.1 des 2/2- Wegeventils 36 verbunden ist. Das Ventil im Ventilblock 36.1 ist hierbei geöffnet, so dass Druckfluid aus einem Energiespeicher 60 über eine Leitung 62 dem Ventil 36 und so dem Zylinderraum 21.2 zuströmen kann.
Wie bereits vorher erläutert erfolgte die Ansteuerung des 2/2-Wegeventils 36 in entsprechender Weise wie auch das 2/2-Wegeventil 26 durch Beaufschlagung mittels eines Nockens 38. Zur Versorgung der Energiespeicher 40, 60 mit Druckfluid dient die bereits erwähnte Pumpe, welche über Leitungen 64, 68 mit den Druckspeichern 40, 60 verbunden ist und diese jeweils mit Druckfluid versorgt. Um ungewünschten Druckabbau zu verhindern, beispielsweise wenn die Druckpumpe abgeschaltet ist, sind die Leitungen 64, 68 jeweils mit einem Rückschlagventil 66 versehen, welches das in den Energiespeichern 40, 60 vorhandene Druckfluid auf dem erforderlichen Druckniveau hält.
Nicht gezeigt ist in dem vorliegenden Schaltschema eine Verbindungsleitung des ND-Tanks 46 mit dem ND-Tank 52, von welchem aus die gemeinsame Leitung 54 unter Zwischenschaltung des ND-Filters 56 zur Druckpumpe 58 für das Fluid geführt ist.
Bezugszeichenliste
10 Hydromechanischer Antrieb 36 2/2-Wegeventil
12 elektrischer Leistungsschalter 36.1 Ventilblock
14 Kontaktglied 38 Ventilblock
16 Kolbenstange 40 Energiespeicher
18 Kolben 42 Druckfluid-Leitung
20 Hydraulikzylinder 44 Fluid leitung
20 .1 Anschluss 46 ND-Tank
20 .2 Anschluss 48 steuerbare Drossel
20 .3 Anschluss 49 steuerbare Drossel
20 .4 Anschluss 50 Fluidleitung
21 .1 Zylinderraum 52 ND-Tank
21 .2 Zylinderraum 54 Leitung
22 Druckleitung 56 N D-Filter
24 Auslaßleitung 57 Antriebsmotor
26 2/2-Wegeventil 58 Druckpumpe
26 .1 Ventilblock 60 Energiespeicher
26 .2 Ventilblock 62 Druckfluid-Leitung
28 Schaltnocken 64 Druckleitung
30 Nockenwelle 66 Rückschlagventil
32 Auslaßleitung 68 Druckleitung
34 Druckleitung

Claims

Patentansprüche
1. Hydromechanischer Antrieb für elektrische Leistungsschalter mit wenigstens einem Mehrwege-Schaltventil, mit einer integrierten Dämpfungseinrichtung, mit einem Speicher für hydraulisches Druckfluid und mit einem Energiespeicher, der vorzugsweise von wenigstens einer Tellerfedernanordnung gebildet ist, die mit ein oder mehreren Speichermodulen zusammenarbeitet, dadurch gekennzeichnet, dass der hydromechanische Antrieb mit wenigstens zwei Mehrwege-Schaltventilen ausgestattet ist, die als 2/2-Wege-Ventil ausgebildet sind, und dass die hydraulische Ansteuerung des Antriebs hieran angepasst ist.
2. Antrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet dass die 2/2-Wege-Ventile jeweils mit ihnen separat zugeordneten Speichermodulen als Energiespeicher zusammenarbeiten.
3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erhöhung der Antriebsenergie wenigstens ein weiteres Speichermodul parallel angeschlossen ist.
4. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein weiteres Speichermodul zur Erweiterung der Nennschaltfolge parallel angeschlossen ist.
5. Antrieb nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigung der Ventile jeweils mittels Steuernocken einer Nockenwelle vorgesehen ist.
6. Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle elektrisch betätigt ist.
7. Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle mechanisch betätigt ist.
8. Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle hydraulisch betätigt ist.
9. Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle hydromechanisch betätigt ist.
10. Antrieb nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Standardhydraulikelemente vorgesehen sind, die von den Steuernocken beaufschlagt sind und hierdurch das Ein- oder Ausschalten des hydraulischen Antriebs herbeiführen/bewirken.
11.Antrieb nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur der Steuernocken vorgegeben ist
12. Antrieb nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur der Steuernocken maßgeblich für das Steuerungsverhalten der Steuernocken ist.
13. Antrieb nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsnocken mit einer definierten Kontur versehen sind, welche gezielt das Schaltverhalten der 2/2-Wege-Sitzventile steuert.
14. Antrieb nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuernocken rotatorisch betätigt sind.
15. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuernocken translatorisch betätigt sind.
16. Antrieb nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Beendigung eines Schaltvorganges die jeweilige Nockenstellung beibehalten ist.
17. Antrieb nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher mit wenigstens einem Speichermodul zusammenarbeitet und von wenigstens einem Federpaket gebildet ist.
18. Antrieb nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Federpaket aus Tellerfedern gebildet ist.
19. Antrieb nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Federpaket als Tellerfedersäule ausgebildet ist.
PCT/EP2010/001559 2009-04-01 2010-03-12 Hydromechanischer antrieb für elektrische leistungsschalter WO2010112130A1 (de)

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