DE1925166B2 - Hydraulische betaetigungsvorrichtung fuer elektrische hochspannungsschalter - Google Patents
Hydraulische betaetigungsvorrichtung fuer elektrische hochspannungsschalterInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Betätigungsvorrichtung für elektrische Hochspannungsschalter
mit einem doppelt wirkenden hydraulischen Antrieb, der einen Kolben, einen Zylinder und
eine Dämpfung am Ende des Schalthubes aufweist, wobei der Kolben auf der Niederdruckseite Flüssigkeit
durch mehrere vom Kolben nacheinander steuerbare Auslaßöffnungen preßt, die im Mantel des Zylinders an
jedem seiner Enden vorgesehen sind.
Zur Betätigung von elektrischen Hochspannungs- so
schaltern ist es im allgemeinen notwendig, daß der Schalthub in Ein- oder Ausschaltrichtung möglichst
Schnell zurückgelegt wird. Dennoch soll der Schalter ohne Überschwingen in einer gewünschten Endlage
turn Stehen kommen.
Hierfür hat man nach der DT-AS 12 56 296 dem aus Kolben und Zylinder bestehenden Antrieb eine
Dämpfung am Ende des Schalthubes zugeordnet, bei der der Kolben auf der Niederdruckseite vorhandene
Flüssigkeit durch einen engen Spalt preßt. Hierfür ist der Kolben mit Stößeln versehen, die in besondere
Ausnehmungen des Zylinders eintreten und dort vorhandene Hydraulikflüssigkeit verdrängen. Derartige
Stößel müssen aber gut auf die Ausnehmungen abgestimmt sein, damit die gewünschte Dämpfungswirkung
erreicht wird. Außerdem ist die Dämpfung praktisch nicht verstellbar.
Aus der DT-PS 6 91 900 ist eine Umsteuervorrichtung für Brennkraftmaschinen bekannt, bei der als Druckmittel
Druckluft verwendet wird. Die Hubbewegung wird durch die verwendete Luft als Puffer abgefangen, so daß
man ein hartes Anschlagen des Kolbens gegen die Hubbegrenzung vermeidet. Ein derartiges Konstruktionsprinzip
kommt für hydraulische Betätigungsvorrichtungen nicht in Betracht, weil Hydraulikflüssigkeit
im Vergleich zu Luft im wesentlichen imkompressibel ist und nicht als Puffer wirken kann.
Aus der Zeitschrift »Konstruktion«, Heft !, 1959 ist
ein Prinzip zum Abbremsen hydraulischer Kraftkolben am Hubende bekannt, das mit ölzu- und -abflußlöchern
in der Zylinderwand arbeitet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Betätigungsvorrichtung der eingangs genannten
Art anzugeben, mit der man für beide Bewegungsrichtung^ unterschiedliche Geschwindigkeitsverläufe
einstellen kann. Nach der Erfindung wird dies dadurch gelöst, daß an beiden Stirnseiten des
Zylinders je ein Rückschlagventil mit Durchlaßrichtung in den Zylinder angebracht ist und die Auslaßöffnungen
im Zylindermantel in Kolbenbewegungsrichtung gegen jedes Zylinderende hin zunehmend kleiner werdende
Querschnitte haben, wobei der Durchflußquerschnitt jeder dieser Auslaßöffnungen kleiner ist als der des
Rückschlagventils.
Durch die Verwendung des Rückschlagventils ist es möglich, die Beaufschlagung des Kolbens mit der
Druckflüssigkeit völlig von dem Verdrängen der auf der Niederdruckseite vorhandenen Flüssigkeit zu trennen,
mit der eine Geschwindigkeitsregelung und -dämpfung erzielt werden soll. Man kommt vorteilhaft mit zwei
Leitungen aus, die zu den beiden Enden des Zylinders führen, und kann dennoch für beide Bewegungsrichtungen
unterschiedliche Geschwindigkeitsverläufe einstellen. Dabei ergibt sich durch die Anordnung des
Rückschlagventils an der Stirnseite eine geringe Bauhöhe in Richtung der Schaltbewegung, während die
Dämpfung, die ohnehin über einen gewissen Hub des Kolbens wirksam sein muß, durch die Auslaßöffnungen
im Mantel hervorgerufen wird. Der Kolben kann dabei selbst zur Steuerung der Auslaßöffnungen dienen. Dies
geschieht dadurch, daß er in bekannter Weise die Auslaßöffnungen zum Teil überfährt und dabei schließt.
Bei einer bewährten Ausführungsform der Erfindung ist eine Auslaßöffnung an jedem Ende des Zylinders mit
einer stellbaren Drossel versehen. Mit der stellbaren Drossel kann die Geschwindigkeit des Antriebes
eingestellt werden. Dabei kann man für beide Seiten gleiche oder unterschiedliche Werte wählen.
Die anderen Auslaßöffnungen, also diejenigen, die nicht mit einer stellbaren Drossel versehen sind, sollen
für die Dämpfung sorgen, mit der der Antriebskolben am Ende des Schalthubes auf kurzem Wege zum Stehen
gebracht wird. Dabei erhält man eine optimale Dämpfungswirkung, wenn man mehrere Auslaßöffnungen
über die Länge des Zylinders so verteilt, daß der Auslaßquerschnitt, bezogen auf den Hub, nach einer
Wurzelfunktion abnimmt. Man kann aber unter Umständen auch andere Verteilungen des Auslaßquerschnitts
über den Hub wählen, wenn man andere Betriebsverhältnisse erzielen will.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben.
Der Übersichtlichkeit halber ist von einem elektrischen
Hochspannungsschalter, z. B. einem flüssigkeitsarmen Leistungsschalter für 110 kV, nur die zum
Schaltstift führende Stange 1 dargestellt, die mit einem
hydraulischen Antriebskolben 2 gekoppelt ist. Der Kolben 2 gleitet in einem Zylinder 3, an dem der Einlaß 4
für die Ausschaltbewegung und der Einlaß 5 für die Einschaltbewegung vorgesehen sind. Die beiden Einlaßöffnungen,
durch die bei den genannten Schaltbewegungen Hochdrucköl als Hydraulikflüssigkeit dem Zylinder
zugeführt wird, dienen bei Bewegung in Gegenrichtung als Auslaß, durch den Niederdrucköl in den Sumpf des
nicht weiter dargestellten Hydrauliksyster.is abfließt.
An dem Antriebszylinder 3 sind auf beiden Stirnseiten Rückschlagventile 10 und 11 vorgesehen. Sie werden
von ringförmigen Blechscheiben 12 und 13 gebildet, die Einlaßöffnungen 14 und 15 in den Stirnwänden des
Zylinders nur dann freigeben, wenn eine Strömung in das Innere des Zylinders vorliegt. Bei Strömung in
Gegenrichtung setzen sich die Scheiben vor die Bohrungen, so daß diese verschlossen sind.
Zusätzlich zu den an den Stirnseiten des Zylinders vorgesehenen Rückschlagventilen 10, U sind im Mantel
des Zylinders an jedem Ende verschiedene Auslaßöffnungen
angeordnet. Am oberen Ende des Zylinders erkennt man eine Auslaßöffnung 18 mit einem großen
Querschnitt, deren Übergang in einen Kanal 19 mit einem Stopfen 20 verkleinert werden kann. Der Stopfen
sitzt in einer Gewindebohrung und kann über einen Zapfen 21 und einen Vierkant 22 von außen mehr oder
weniger tief in den Kanal 19 hineingedreht werden. Mithin ist die Auslaßöffnung 18 mit einer stellbaren
Drossel versehen, mit der im Betrieb die Schaltgeschwindigkeit durch die Drosselung des vom Kolben
verdrängten Niederdrucköles, beeinflußt werden kann.
Der Kanal 19 führt zu einem Ringraum 25 im Zylinder 3, an den auch die Leitung 4 angeschlossen ist. In den
Ringraum 25 münden ferner Bohrungen 27, 28, 29 und --, 30, die in mehreren Reihen in Richtung des Kolbenhubes
im Zylindermantel angeordnet sind. Diese Bohrungen sind so bemessen, daß der für das verdrängte
Niederdrucköl zur Verfügung stehende Auslaßquerschnitt, bezogen auf den Hub, nach einer Wurzelfunktion
abnimmt. Deshalb erhält man die größte mögliche Dämpfung, weil bei gleich bleibender Verzögerung die
größte Bremswirkung für einen gegebenen Verzögerungswert erreicht wird.
Das andere Ende des Zylinders ist in gleicher Weise wie das obere ausgebildet. Es kann sich sogar um eine
symmetrische Ausbildung mit gleichen Teilen handeln. Andererseits kann man die Geschwindigkeiten so
einstellen, daß einem langsamen Arbeitshub ein weitaus schnellerer Rücklauf folgt.
Die Figur zeigt ferner, daß der Zylinder 3 aus einem im wesentlichen glatten Rohr 32, das den Kolben 2 mit
einer Dichtung 33 führt, und zwei anschließenden Rohrstücken (34 und 35 besteht, die mit Endkappen 36
und 37 gegen das Rohr 32 gespannt werden. Die Auslaßöffnungen sind ausschließlich in den kurzen
Rohrstücken 34 und 35 vorgesehen, die leichter zu bearbeiten sind als der ganze Mantel und unter
Umständen auch nach dem Baukastenprinzip zu Antrieben mit verschiedenen Geschwindigkeitskennlinien
zusammengesetzt werden können.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Hydraulische Betätigungsvorrichtung für elektrische Hochspannungsschalter unit einem doppelt
wirkenden hydraulischen Antrieb, der einen Kolben, einen Zylinder und eine Dämpfung am Ende des
Schalthubes aufweist, wobei der Kolben auf der Niederdruckseite Flüssigkeit durch mehrere vom
Kolben nacheinander steuerbare Auslaßöffnungen preßt, die im Mantel des Zylinders an jedem seiner
Enden vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet,
daß an beiden Stirnseiten des Zylinders (3) je ein Rückschlagventil (10,11) mit Durchlaßrichtung
in den Zylinder (3) angebracht ist und die Auslaßöffnungen (18,27,28,29,30) im Zylindermantel
in Kolbenbewegungsrichtung gegen jedes Zylinderende hin zunehmend kleiner werdende Querschnitte
haben, wobei der Durchflußquerschnitt jeder dieser Auslaßöffnungen (18, 27, 28, 29, 30)
kleiner ist als der des Rückschlagventilsilo, 11).
2. Hydraulische Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Auslaßöffnung (18) an jedem Ende des Zylinders (3) mit einer stellbaren Drossel versehen ist.
3. Hydraulische Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
anderen Auslaßöffnungen (27, 28, 29, 30) über die Länge des Zylinders (3) so verteilt sind, daß der
Auslaßquerschnitt, bezogen auf den Hub, nach einer Wurzelfunktion abnimmt.
4. Hydraulische Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Auslaßöffnungen (18, 27, 28, 29, 30) in einem für sich bearbeitbaren Rohrstück (34, 35)
vorgesehen sind, das mit einem zur Führung des Kolbens (2) dienenden Rohr (32) verbunden ist.
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Family Applications (1)
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