EP2297756A1 - Hydraulic stored-energy spring mechanism - Google Patents

Hydraulic stored-energy spring mechanism

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Publication number
EP2297756A1
EP2297756A1 EP09776920A EP09776920A EP2297756A1 EP 2297756 A1 EP2297756 A1 EP 2297756A1 EP 09776920 A EP09776920 A EP 09776920A EP 09776920 A EP09776920 A EP 09776920A EP 2297756 A1 EP2297756 A1 EP 2297756A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spring
support tube
storage
working cylinder
accumulator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09776920A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Henrik Lohrberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Technology AG
Original Assignee
ABB Technology AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB Technology AG filed Critical ABB Technology AG
Publication of EP2297756A1 publication Critical patent/EP2297756A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/32—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts
    • H01H3/34—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts using ratchet
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/22—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • H01H3/30—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using spring motor
    • H01H3/3005—Charging means
    • H01H3/301—Charging means using a fluid actuator
    • 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 hydraulic spring-loaded drive for a high-voltage circuit breaker according to the preamble of claim 1.
  • a storage spring pressurizes a fluid located in the storage cylinder via a pressure body and a pressure piston slidingly displaceable in a storage cylinder.
  • a drive rod is moved, which is attached to a slidable in a working cylinder drive piston. If the working piston moves with the working rod in a first end position, it closes the circuit breaker. If the working piston is moved with the working rod into a second end position, it opens the circuit breaker.
  • the working piston If the fluid under high pressure is conducted into a region of the working cylinder which faces away from the working rod, the working piston is moved into the first dislocation. If low-pressure fluid is conducted into this area of the working cylinder, the working piston is moved into the second end position.
  • the hydraulic system When installing the spring-loaded actuator and during maintenance, the hydraulic system is depressurized.
  • the memory spring is merely biased in this state and expands axially maximum.
  • the storage spring presses the pressure body against a stop on the working cylinder housing, whereby the pressure body between the stop and the storage spring is clamped.
  • the hydraulic system is under pressure.
  • the memory spring is stretched in this state, what follows is called charged, and its axial extent is reduced.
  • the storage spring presses the pressure body against the pressure piston, which thereby pressurizes the fluid.
  • the storage spring is supported on a support ring, which is fastened to the housing of the working cylinder.
  • the accumulator spring is supported on the pressure body, which in turn presses against the stop of the cylinder housing.
  • the storage spring is thus positively connected to the working cylinder housing.
  • a spring press is required to disassemble the accumulator spring from the working cylinder housing.
  • the storage spring is first compressed by means of the spring press, then the support ring is removed and then the storage spring is removed from the working cylinder housing.
  • the object of the invention is to further develop a hydraulic spring-loaded drive of the type mentioned at the beginning in such a way that the accumulator spring can be mounted and dismounted with relatively little effort.
  • An inventive hydraulic spring-loaded drive for a high-voltage circuit breaker accordingly comprises a generic working cylinder in a working cylinder housing, a generic storage spring and a generic arranged in a storage cylinder pressure piston a support tube unit which is attached to the working cylinder housing and which is designed such that the storage spring is held positively in the prestressed state of the support tube unit.
  • the storage spring thus exerts, in the prestressed state, no force on the working cylinder housing, but only on the support tube unit.
  • the support tube unit and the storage spring are parts of a separate module, which is also referred to below as a spring column.
  • the disassembly of the accumulator spring of the working cylinder housing is thus advantageously simplified, as this simply the entire spring column is released as a unit of the working cylinder housing, which is possible without the use of a spring press. Accordingly, the entire spring column is attached to the working cylinder housing during assembly of the accumulator spring.
  • the spring column is in this case attached to the working cylinder housing that, during operation of the spring accumulator drive, when the hydraulic system is under pressure, the accumulator spring presses against the pressure piston, or against the pressure body.
  • the attachment of the spring column to the working cylinder housing is preferably done by a screw. A screw allows to assemble and disassemble the spring column with relatively little effort.
  • a further advantage is that a spring column with preloaded memory spring as a separate, complete, superior and pre-tested assembly can be produced.
  • a spring column is available, for example, from a subcontractor.
  • the mounting and checking the characteristic of the memory spring is carried out at the subcontractor in one operation.
  • the setting of the memory spring which usually takes over 32 hours and is performed on a fully assembled drive, is also already feasible at the subcontractor to the spring column. The lead time for the production of a drive is thus further reduced.
  • the construction of a spring column is relatively space-saving, when the support tube unit comprises a support tube, wherein the storage spring is arranged coaxially around the support tube.
  • the structure of the spring column is particularly compact executable by a radially outwardly projecting shoulder is formed or mounted on a front end of the support tube, wherein the memory spring is supported on the shoulder.
  • a support ring is fixed coaxially around the support tube in the vicinity of an end face of the support tube, wherein the storage spring is supported on the support ring.
  • the memory spring is first pushed over the support tube and clamped by means of a spring press and then the support ring is attached.
  • the structure of the spring accumulator drive is relatively space-saving, when the center axes of the support tube unit and the working cylinder housing are aligned.
  • a further saving in space results when the support tube unit encloses the cylinder housing at least partially coaxially.
  • the storage cylinder in which the pressure piston and the fluid are arranged in a container body, which is integrally formed with the working cylinder housing.
  • the storage cylinder and the working cylinder are connected via a channel system, so that the fluid can flow from the storage cylinder into the working cylinder and act on this with a force.
  • the effort for the production of the spring-loaded drive is reduced.
  • An assembly of the Container body on the working cylinder housing is unnecessary.
  • FIG. 1 shows a hydraulic spring accumulator drive according to the invention.
  • FIG. 1 an inventive hydraulic spring drive for actuating a high-voltage circuit breaker, not shown here is shown.
  • the spring-loaded drive comprises a working cylinder 40, which is arranged within a working cylinder housing 12. Furthermore, the spring-loaded drive comprises a container body 30, in which a storage cylinder 32 is arranged. Within the storage cylinder 32, a pressure piston 34 is slidably disposed.
  • the support tube 20 has approximately the shape of a hollow cylinder.
  • a shoulder 26 is integrally formed or mounted, which projects radially outward.
  • a support ring 22 is attached.
  • the support tube 20 is preferably screwed by means of a screw, not shown here on the working cylinder housing 12. But other types of fastening are conceivable.
  • the accumulator spring 10 is supported at one end on the shoulder 26 and at the other end on the support ring 22 from.
  • the accumulator spring 10 may also be designed, for example, as a spiral spring. In a conventional spring-loaded drive for a high-voltage circuit breaker, the accumulator spring 10 is biased with a force of about 300 kN. In operation, the clamping force of the supercharged memory spring 10 increases up to 700 kN and possibly more.
  • the support tube 20 with the shoulder 26 and the support ring 22 are parts of a support tube unit which holds the memory spring 10 in the prestressed state positively.
  • the support tube unit and the accumulator spring 10 form a spring column.
  • the power flow is thus closed by the accumulator spring 10, the support ring 22, the support tube 20 and the shoulder 26. In other words, the power flow is closed when preloaded memory spring 10 within the spring column.
  • the support tube unit and also the spring column have approximately the shape of a hollow cylinder.
  • the center axes of the support tube 20, the support tube unit and the spring column coincide in the example shown here.
  • An eccentric arrangement of the working cylinder with respect to the support tube unit is also conceivable.
  • the support tube 20 is fixed to the power cylinder housing 12 such that the shoulder 26 faces the reservoir body 30 with the storage cylinder 32 and the pressure piston 34.
  • the shoulder 26 abuts against a stop 24 of the working cylinder housing 12.
  • the working cylinder housing 12 is thus partially within the support tube 20th
  • a support spring 28 is provided at the end of the accumulator spring 10, which faces the shoulder 26, .
  • the support spring 28 is part of the storage spring 10 and is rigid, that is, the support spring 28 is not or only slightly deformed during clamping and during the relaxation of the accumulator spring 10.
  • the spring storage drive further comprises a pressure body 16, which is arranged between the accumulator spring 10 and the pressure piston 34.
  • a pressure body 16 which is arranged between the accumulator spring 10 and the pressure piston 34.
  • tensioned accumulator spring 10 the support spring 28 presses on the pressure body 16, which presses on the pressure piston 34 and thus puts the fluid in the storage cylinder 32 under pressure.
  • preloaded memory spring 10 and pressureless hydraulic system the support spring 28 presses against the shoulder 26 of the support tube 20.
  • the pressure body 16 is mounted in this case force-free or approximately force-free between the support spring 28 and the pressure piston 34.
  • the pressure body 16 is also conceivable to arrange the pressure body 16 such that it is clamped in prestressed accumulator spring 10 between the support spring 28 and the shoulder 26 of the support tube 20.
  • the pressure body 16 is also a part of the support tube unit and / or the spring column.
  • the working cylinder housing 12 and the container body 30 are executed in the illustration shown as separate components, which are interconnected. It is also conceivable, the working cylinder housing 12 and the container body 30 integrally formed, for example as a casting. In this case, the working cylinder housing 12 and the container body 30 form a cylinder block.
  • the design as a casting has the advantage that the outer contour of the cylinder block can already be fixed during the casting process, whereby the machining effort in the production of the cylinder block is reduced.
  • the cylinder block is made of a gray cast iron.
  • the surface treatment of the running surfaces which is also referred to as anodizing omitted.
  • this increases the life of the spring drive.
  • a guide ring not shown here, is providable. This guide ring, which is then also part of the spring column and / or the support tube unit, is arranged coaxially around the support tube 20 such that the prestressed storage spring 10 presses the guide ring against the shoulder 26 of the support tube 20.
  • the guide ring is slidably mounted on the support tube in the axial direction and moves when tensioning the accumulator spring 10 of the shoulder 26 away. A radial movement of the guide ring is not possible.
  • the guide ring When tensioned storage spring 10, the guide ring is arranged radially backlash next to the pressure body 16, so that a radial movement of the pressure body is avoided.

Landscapes

  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Supply Devices, Intensifiers, Converters, And Telemotors (AREA)
  • Springs (AREA)
  • Actuator (AREA)

Abstract

The invention relates to a hydraulic stored-energy spring mechanism for a heavy-duty circuit breaker, comprising a working cylinder (40) which is arranged in a working cylinder housing (12), at least one accumulator spring (10), and at least one pressure piston (34) which is arranged in an accumulator cylinder (32) such that it can slide. In this case, the accumulator spring (10) pressurizes fluid, which is located in accumulator cylinder (32), by means of the pressure piston (34). The accumulator spring (10) is held in an interlocking manner in the prestressed state by a support pipe unit.

Description

Hydraulischer Federspeicherantrieb Hydraulic spring accumulator drive
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Federspeicherantrieb für einen Hoch- spannungsleistungsschalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a hydraulic spring-loaded drive for a high-voltage circuit breaker according to the preamble of claim 1.
Ein solcher Federspeicherantrieb ist aus der Patentanmeldung EP 0829892 A1 bekannt. Dabei setzt eine Speicherfeder über einen Druckkörper und einen in einem Speicherzylinder gleitend verschiebbaren Druckkolben ein in dem Speicherzylinder befindliches Fluid unter Druck. Mittels dieses Fluids wird eine Antriebsstange bewegt, welche an einem in einem Arbeitszylinder gleitend verschiebbaren Antriebskolben befestigt ist. Wird der Arbeitskolben mit der Arbeitsstange in eine erste Endstellung bewegt, so schließt er den Leistungsschalter. Wird der Arbeitskolben mit der Arbeitsstange in eine zweite Endstellung bewegt, so öffnet er den Leistungsschalter.Such a spring drive is known from the patent application EP 0829892 A1. In this case, a storage spring pressurizes a fluid located in the storage cylinder via a pressure body and a pressure piston slidingly displaceable in a storage cylinder. By means of this fluid, a drive rod is moved, which is attached to a slidable in a working cylinder drive piston. If the working piston moves with the working rod in a first end position, it closes the circuit breaker. If the working piston is moved with the working rod into a second end position, it opens the circuit breaker.
Wird das unter hohem Druck stehende Fluid in einen Bereich des Arbeitszylinders geleitet, welcher der Arbeitsstange abgewandt ist, so wird der Arbeitskolben in die erste Entstellung bewegt. Wird unter geringem Druck stehendes Fluid in diesen Bereich des Arbeitszylinders geleitet, so wird der Arbeitskolben in die zweite Endstellung bewegt.If the fluid under high pressure is conducted into a region of the working cylinder which faces away from the working rod, the working piston is moved into the first dislocation. If low-pressure fluid is conducted into this area of the working cylinder, the working piston is moved into the second end position.
Bei der Montage des Federspeicherantriebs sowie während Wartungsarbeiten ist das Hydrauliksystem drucklos. Die Speicherfeder ist in diesem Zustand lediglich vorgespannt und dehnt sich axial maximal aus. Die Speicherfeder presst dabei den Druckkörper gegen einen Anschlag am Arbeitszylindergehäuse, wodurch der Druckkörper zwischen dem Anschlag und der Speicherfeder festgeklemmt ist.When installing the spring-loaded actuator and during maintenance, the hydraulic system is depressurized. The memory spring is merely biased in this state and expands axially maximum. The storage spring presses the pressure body against a stop on the working cylinder housing, whereby the pressure body between the stop and the storage spring is clamped.
Während des Betriebs des Federspeicherantriebs steht das Hydrauliksystem unter Druck. Die Speicherfeder ist in diesem Zustand weiter gespannt, was im folgenden als aufgeladen bezeichnet wird, und ihre axiale Ausdehnung ist verringert. Die Speicherfeder presst dabei den Druckkörper gegen den Druckkolben, welcher dadurch das Fluid unter Druck setzt.During operation of the spring accumulator drive, the hydraulic system is under pressure. The memory spring is stretched in this state, what follows is called charged, and its axial extent is reduced. The storage spring presses the pressure body against the pressure piston, which thereby pressurizes the fluid.
An der gegenüberliegenden Seite stützt sich die Speicherfeder an einem Abstützring ab, welcher an dem Gehäuse des Arbeitszylinders befestigt ist.On the opposite side, the storage spring is supported on a support ring, which is fastened to the housing of the working cylinder.
Bei drucklosem Hydrauliksystem, also bei vorgespannter Speicherfeder, stützt sich die Speicherfeder an dem Druckkörper ab, welcher wiederum auf den Anschlag des Arbeitszylindergehäuses drückt.In a pressureless hydraulic system, so biased storage spring, the accumulator spring is supported on the pressure body, which in turn presses against the stop of the cylinder housing.
Die Speicherfeder ist also formschlüssig mit dem Arbeitszylindergehäuse verbunden. Zur Demontage der Speicherfeder vom Arbeitszylindergehäuse, beispielsweise wegen Wartungsarbeiten am Antrieb, wird eine Federpresse benötigt. Dabei wird mit Hilfe der Federpresse zunächst die Speicherfeder zusammengedrückt, anschließend wird der Abstützring entfernt und danach wird die Speicherfeder vom Arbeitszylindergehäuse abgezogen.The storage spring is thus positively connected to the working cylinder housing. To disassemble the accumulator spring from the working cylinder housing, for example, due to maintenance on the drive, a spring press is required. In this case, the storage spring is first compressed by means of the spring press, then the support ring is removed and then the storage spring is removed from the working cylinder housing.
Die Montage der Speicherfeder am Arbeitszylindergehäuse nach Abschluss der Wartungsarbeiten sowie bei der Fertigung des Antriebs ist ebenso aufwendig.The mounting of the accumulator spring on the working cylinder housing after completion of the maintenance and in the manufacture of the drive is just as expensive.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen hydraulischen Federspeicherantrieb der Eingangs genannten Art derart weiter zu bilden, dass die Speicherfeder mit verhältnismäßig geringem Aufwand montiert und demontiert werden kann.The object of the invention is to further develop a hydraulic spring-loaded drive of the type mentioned at the beginning in such a way that the accumulator spring can be mounted and dismounted with relatively little effort.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen hydraulischen Federspeicherantrieb mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.This object is achieved by a hydraulic spring drive with the features mentioned in claim 1.
Ein erfindungsgemäßer hydraulischer Federspeicherantrieb für einen Hoch- spannungsleistungsschalter umfasst demgemäß neben einem gattungsgemäßen Arbeitszylinder in einem Arbeitszylindergehäuse, einer gattungsgemäßen Speicherfeder und einem gattungsgemäßen in einem Speicherzylinder angeordneten Druckkolben eine Stützrohreinheit, welche an dem Arbeitszylindergehäuse befestigt ist und welche derart ausgestaltet ist, dass die Speicherfeder im vorgespannten Zustand von der Stützrohreinheit formschlüssig gehalten ist.An inventive hydraulic spring-loaded drive for a high-voltage circuit breaker accordingly comprises a generic working cylinder in a working cylinder housing, a generic storage spring and a generic arranged in a storage cylinder pressure piston a support tube unit which is attached to the working cylinder housing and which is designed such that the storage spring is held positively in the prestressed state of the support tube unit.
Die Speicherfeder übt also, im vorgespannten Zustand, keine Kraft auf das Arbeitszylindergehäuse aus, sondern lediglich auf die Stützrohreinheit.The storage spring thus exerts, in the prestressed state, no force on the working cylinder housing, but only on the support tube unit.
Die Stützrohreinheit und die Speicherfeder sind dabei Teile einer separaten Baugruppe, welche im folgenden auch als Federsäule bezeichnet wird.The support tube unit and the storage spring are parts of a separate module, which is also referred to below as a spring column.
Die Demontage der Speicherfeder von dem Arbeitszylindergehäuse ist somit vorteilhaft vereinfacht, da hierzu einfach die ganze Federsäule als eine Einheit von dem Arbeitszylindergehäuse gelöst wird, was ohne den Einsatz einer Federpresse möglich ist. Entsprechend wird bei der Montage der Speicherfeder die ganze Federsäule am Arbeitszylindergehäuse befestigt.The disassembly of the accumulator spring of the working cylinder housing is thus advantageously simplified, as this simply the entire spring column is released as a unit of the working cylinder housing, which is possible without the use of a spring press. Accordingly, the entire spring column is attached to the working cylinder housing during assembly of the accumulator spring.
Die Federsäule wird dabei derart an dem Arbeitszylindergehäuse befestigt, dass während des Betriebs des Federspeicherantriebs, wenn das Hydrauliksystem unter Druck steht, die Speicherfeder gegen den Druckkolben, beziehungsweise gegen den Druckkörper drückt. Die Befestigung der Federsäule an dem Arbeitszylindergehäuse geschieht dabei vorzugsweise durch eine Verschraubung. Eine Verschraubung gestattet, die Federsäule mit verhältnismäßig geringem Aufwand zu montieren und zu demontieren.The spring column is in this case attached to the working cylinder housing that, during operation of the spring accumulator drive, when the hydraulic system is under pressure, the accumulator spring presses against the pressure piston, or against the pressure body. The attachment of the spring column to the working cylinder housing is preferably done by a screw. A screw allows to assemble and disassemble the spring column with relatively little effort.
Vorteilhaft ist weiterhin, dass eine Federsäule mit vorgespannter Speicherfeder als separate, komplette, vorgesetzte und vorgeprüfte Baugruppe herstellbar ist. Hierdurch ist auch die Fertigung eines Antriebs ohne Federpresse möglich und damit deutlich vereinfacht. Eine solche Federsäule ist beispielsweise von einem Unterlieferant beziehbar. Das Montieren sowie das Prüfen der Kennlinie der Speicherfeder ist bei dem Unterlieferant in einem Arbeitsgang durchführbar. Das Setzen der Speicherfeder, das üblicherweise über 32 Stunden dauert und an einem fertig montierten Antrieb durchgeführt wird, ist ebenfalls bereits bei dem Unterlieferant an der Federsäule durchführbar. Die Durchlaufzeit zur Fertigung eines Antriebs ist somit weiter verringert. Der Aufbau einer Federsäule gestaltet sich verhältnismäßig platzsparend, wenn die Stützrohreinheit ein Stützrohr umfasst, wobei die Speicherfeder koaxial um das Stützrohr herum angeordnet ist.A further advantage is that a spring column with preloaded memory spring as a separate, complete, superior and pre-tested assembly can be produced. As a result, the production of a drive without spring press is possible and thus significantly simplified. Such a spring column is available, for example, from a subcontractor. The mounting and checking the characteristic of the memory spring is carried out at the subcontractor in one operation. The setting of the memory spring, which usually takes over 32 hours and is performed on a fully assembled drive, is also already feasible at the subcontractor to the spring column. The lead time for the production of a drive is thus further reduced. The construction of a spring column is relatively space-saving, when the support tube unit comprises a support tube, wherein the storage spring is arranged coaxially around the support tube.
Der Aufbau der Federsäule ist besonders kompakt ausführbar, indem an einem stirnseitigen Ende des Stützrohrs eine radial nach außen vorspringende Schulter angeformt oder montiert ist, wobei die Speicherfeder sich an der Schulter abstützt.The structure of the spring column is particularly compact executable by a radially outwardly projecting shoulder is formed or mounted on a front end of the support tube, wherein the memory spring is supported on the shoulder.
Die Herstellung einer Federsäule ist vereinfacht, indem in der Nähe eines stirnseitigen Endes des Stützrohrs koaxial um das Stützrohr herum ein Abstützring befestigt ist, wobei die Speicherfeder sich an dem Abstützring abstützt. Bei der Herstellung wird dabei zunächst die Speicherfeder über das Stützrohr geschoben und mit Hilfe einer Federpresse gespannt und anschließend wird der Abstützring befestigt.The manufacture of a spring column is simplified by a support ring is fixed coaxially around the support tube in the vicinity of an end face of the support tube, wherein the storage spring is supported on the support ring. In the production of the memory spring is first pushed over the support tube and clamped by means of a spring press and then the support ring is attached.
Der Aufbau des Federspeicherantriebs ist verhältnismäßig platzsparend, wenn die Mittelachsen der Stützrohreinheit und des Arbeitszylindergehäuses miteinander fluchten.The structure of the spring accumulator drive is relatively space-saving, when the center axes of the support tube unit and the working cylinder housing are aligned.
Eine weitere Platzersparnis ergibt sich, wenn die Stützrohreinheit das Arbeitszylindergehäuses zumindest teilweise koaxial umschließt.A further saving in space results when the support tube unit encloses the cylinder housing at least partially coaxially.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Speicherzylinder, in welcher sich der Druckkolben und das Fluid befinden, in einem Behälterkörper angeordnet, welcher einstückig mit dem Arbeitszylindergehäuse ausbildbar ist.According to a further advantageous embodiment of the invention, the storage cylinder in which the pressure piston and the fluid are arranged in a container body, which is integrally formed with the working cylinder housing.
Der Speicherzylinder und der Arbeitszylinder sind über ein Kanalsystem verbunden, so dass das Fluid aus dem Speicherzylinder in den Arbeitszylinder fließen und diesen mit einer Kraft beaufschlagen kann.The storage cylinder and the working cylinder are connected via a channel system, so that the fluid can flow from the storage cylinder into the working cylinder and act on this with a force.
Durch Zusammenfassung des Behälterkörpers und des Arbeitszylindergehäuses zu einem Bauteil, welches im folgenden als Zylinderblock bezeichnet wird, reduziert sich der Aufwand für die Fertigung des Federspeicherantriebs. Eine Montage des Behälterkörpers an dem Arbeitszylindergehäuses erübrigt sich. Weiterhin entfallen Dichtungen in dem Kanalsystem, in welchem das Fluid aus dem Speicherzylinder in den Arbeitszylinder fließt. Somit reduziert sich auch der Aufwand für Disposition und Lagerhaltung, da das Teilespektrum reduziert ist.By combining the container body and the working cylinder housing to form a component, which is referred to below as a cylinder block, the effort for the production of the spring-loaded drive is reduced. An assembly of the Container body on the working cylinder housing is unnecessary. Furthermore, eliminates seals in the channel system, in which the fluid flows from the storage cylinder in the working cylinder. This also reduces the time and effort required for scheduling and warehousing because the parts spectrum is reduced.
Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, werden die Erfindung, vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung, sowie weitere Vorteile näher erläutert und beschrieben.Reference to the drawing, in which an embodiment of the invention is shown, the invention, advantageous embodiments and improvements of the invention, and further advantages are explained and described in detail.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1 Einen erfindungsgemäßen hydraulischen Federspeicherantrieb.1 shows a hydraulic spring accumulator drive according to the invention.
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer hydraulischer Federspeicherantrieb zur Betätigung eines hier nicht dargestellten Hochspannungsleistungsschalters dargestellt.In Fig. 1, an inventive hydraulic spring drive for actuating a high-voltage circuit breaker, not shown here is shown.
Der Federspeicherantrieb umfasst einen Arbeitszylinder 40, welcher innerhalb eines Arbeitszylindergehäuses 12 angeordnet ist. Weiter umfasst der Federspeicherantrieb einen Behälterkörper 30, in welchem ein Speicherzylinder 32 angeordnet ist. Innerhalb des Speicherzylinders 32 ist ein Druckkolben 34 gleitend verschiebbar angeordnet.The spring-loaded drive comprises a working cylinder 40, which is arranged within a working cylinder housing 12. Furthermore, the spring-loaded drive comprises a container body 30, in which a storage cylinder 32 is arranged. Within the storage cylinder 32, a pressure piston 34 is slidably disposed.
An dem Arbeitszylindergehäuse 12 ist ein Stützrohr 20 befestigt. Das Stützrohr 20 hat dabei annähernd die Form eines Hohlzylinders. An einem stirnseitigen Ende des Stützrohrs 20 ist eine Schulter 26 angeformt oder montiert, welche radial nach außen vorspringt. In der Nähe des gegenüberliegenden stirnseitigen Endes des Stützrohrs 20 ist ein Abstützring 22 angebracht.On the working cylinder housing 12, a support tube 20 is attached. The support tube 20 has approximately the shape of a hollow cylinder. At a front end of the support tube 20, a shoulder 26 is integrally formed or mounted, which projects radially outward. In the vicinity of the opposite end face of the support tube 20, a support ring 22 is attached.
Das Stützrohr 20 ist vorzugsweise mittels einer hier nicht dargestellten Verschraubung an dem Arbeitszylindergehäuse 12 festgeschraubt. Aber auch andere Befestigungsarten sind denkbar. Eine vorgespannte Speicherfeder 10, welche hier als Tellerfeder ausgeführt ist, ist koaxial um das Stützrohr 20 herum angeordnet. Die Speicherfeder 10 stützt sich dabei mit einem Ende an der Schulter 26 und mit dem anderen Ende an dem Abstützring 22 ab.The support tube 20 is preferably screwed by means of a screw, not shown here on the working cylinder housing 12. But other types of fastening are conceivable. A preloaded memory spring 10, which is designed here as a plate spring, is arranged coaxially around the support tube 20 around. The accumulator spring 10 is supported at one end on the shoulder 26 and at the other end on the support ring 22 from.
Die Speicherfeder 10 kann auch beispielsweise als Spiralfeder ausgeführt sein. In einem üblichen Federspeicherantrieb für einen Hochspannungsleistungsschalter ist die Speicherfeder 10 mit einer Kraft von etwa 300 kN vorgespannt. Im Betrieb erhöht sich die Spannkraft der aufgeladenen Speicherfeder 10 auf bis zu 700 kN und gegebenenfalls mehr.The accumulator spring 10 may also be designed, for example, as a spiral spring. In a conventional spring-loaded drive for a high-voltage circuit breaker, the accumulator spring 10 is biased with a force of about 300 kN. In operation, the clamping force of the supercharged memory spring 10 increases up to 700 kN and possibly more.
Das Stützrohr 20 mit der Schulter 26 und der Abstützring 22 sind Teile einer Stützrohreinheit, welche die Speicherfeder 10 im vorgespannten Zustand formschlüssig hält. Die Stützrohreinheit und die Speicherfeder 10 bilden eine Federsäule. Im vorgespannten Zustand der Speicherfeder 10 ist der Kraftfluss somit durch die Speicherfeder 10, den Abstützring 22, das Stützrohr 20 und die Schulter 26 geschlossen. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist der Kraftfluss bei vorgespannter Speicherfeder 10 innerhalb der Federsäule geschlossen.The support tube 20 with the shoulder 26 and the support ring 22 are parts of a support tube unit which holds the memory spring 10 in the prestressed state positively. The support tube unit and the accumulator spring 10 form a spring column. In the prestressed state of the accumulator spring 10, the power flow is thus closed by the accumulator spring 10, the support ring 22, the support tube 20 and the shoulder 26. In other words, the power flow is closed when preloaded memory spring 10 within the spring column.
Die Stützrohreinheit und auch die Federsäule haben annähernd die Form eines Hohlzylinders. Dabei fallen die Mittelachsen des Stützrohrs 20, der Stützrohreinheit und der Federsäule bei dem hier gezeigten Beispiel zusammen. Eine exzentrische Anordnung des Arbeitszylinders bezüglich der Stützrohreinheit ist ebenfalls denkbar.The support tube unit and also the spring column have approximately the shape of a hollow cylinder. In this case, the center axes of the support tube 20, the support tube unit and the spring column coincide in the example shown here. An eccentric arrangement of the working cylinder with respect to the support tube unit is also conceivable.
Das Stützrohr 20 ist derart an dem Arbeitszylindergehäuse 12 befestigt, dass die Schulter 26 dem Behälterkörper 30 mit dem Speicherzylinder 32 und dem Druckkolben 34 zugewandt ist. Die Schulter 26 liegt dabei an einem Anschlag 24 des Arbeitszylindergehäuses 12 an. Die Mittelachse des Stützrohrs 20, welche mit den Mittelachsen der Stützrohreinheit und der Federsäule zusammenfällt, fluchtet mit der Mittelachse des Arbeitszylindergehäuses 12.The support tube 20 is fixed to the power cylinder housing 12 such that the shoulder 26 faces the reservoir body 30 with the storage cylinder 32 and the pressure piston 34. The shoulder 26 abuts against a stop 24 of the working cylinder housing 12. The central axis of the support tube 20, which coincides with the center axes of the support tube unit and the spring column, is aligned with the central axis of the cylinder housing 12th
Das Stützrohr 20 und damit auch die Stützrohreinheit und die Federsäule umschließen das Arbeitszylindergehäuse 12 teilweise koaxial. Das Arbeitszylindergehäuse 12 liegt also teilweise innerhalb des Stützrohrs 20. An dem Ende der Speicherfeder 10, welches der Schulter 26 zugewandt liegt, ist eine Stützfeder 28 vorgesehen. Die Stützfeder 28 ist Teil der Speicherfeder 10 und ist starr ausgeführt, das heißt, die Stützfeder 28 wird während des Spannens sowie während des Entspannens der Speicherfeder 10 nicht oder nur unwesentlich verformt.The support tube 20 and thus also the support tube unit and the spring column enclose the working cylinder housing 12 partially coaxial. The working cylinder housing 12 is thus partially within the support tube 20th At the end of the accumulator spring 10, which faces the shoulder 26, a support spring 28 is provided. The support spring 28 is part of the storage spring 10 and is rigid, that is, the support spring 28 is not or only slightly deformed during clamping and during the relaxation of the accumulator spring 10.
Der Federspeicherantrieb umfasst weiterhin einen Druckkörper 16, welcher zwischen der Speicherfeder 10 und dem Druckkolben 34 angeordnet ist. Bei gespannter Speicherfeder 10 drückt die Stützfeder 28 auf den Druckkörper 16, welcher auf den Druckkolben 34 drückt und somit das in dem Speicherzylinder 32 befindliche Fluid unter Druck setzt. Bei vorgespannter Speicherfeder 10 und drucklosem Hydrauliksystem drückt die Stützfeder 28 gegen die Schulter 26 des Stützrohrs 20. Der Druckkörper 16 ist in diesem Fall kraftfrei oder annähernd kraftfrei zwischen der Stützfeder 28 und dem Druckkolben 34 gelagert.The spring storage drive further comprises a pressure body 16, which is arranged between the accumulator spring 10 and the pressure piston 34. When tensioned accumulator spring 10, the support spring 28 presses on the pressure body 16, which presses on the pressure piston 34 and thus puts the fluid in the storage cylinder 32 under pressure. When preloaded memory spring 10 and pressureless hydraulic system, the support spring 28 presses against the shoulder 26 of the support tube 20. The pressure body 16 is mounted in this case force-free or approximately force-free between the support spring 28 and the pressure piston 34.
Es ist auch denkbar, den Druckkörper 16 derart anzuordnen, dass er bei vorgespannter Speicherfeder 10 zwischen der Stützfeder 28 und der Schulter 26 des Stützrohrs 20 eingeklemmt ist. In diesem Fall ist der Druckkörper 16 auch ein Teil der Stützrohreinheit und/oder der Federsäule.It is also conceivable to arrange the pressure body 16 such that it is clamped in prestressed accumulator spring 10 between the support spring 28 and the shoulder 26 of the support tube 20. In this case, the pressure body 16 is also a part of the support tube unit and / or the spring column.
Das Arbeitszylindergehäuse 12 und der Behälterkörper 30 sind in der gezeigten Darstellung als separate Bauteile ausgeführt, welche miteinander verbunden sind. Es ist auch denkbar, das Arbeitszylindergehäuse 12 und den Behälterkörper 30 einstückig auszubilden, beispielsweise als Gussteil. In diesem Fall bilden das Arbeitszylindergehäuse 12 und der Behälterkörper 30 einen Zylinderblock. Die Ausführung als Gussteil hat den Vorteil, dass die Außenkontur des Zylinderblocks bereits beim Gießvorgang festlegbar ist, wodurch der Zerspanungsaufwand bei der Fertigung des Zylinderblocks reduziert wird.The working cylinder housing 12 and the container body 30 are executed in the illustration shown as separate components, which are interconnected. It is also conceivable, the working cylinder housing 12 and the container body 30 integrally formed, for example as a casting. In this case, the working cylinder housing 12 and the container body 30 form a cylinder block. The design as a casting has the advantage that the outer contour of the cylinder block can already be fixed during the casting process, whereby the machining effort in the production of the cylinder block is reduced.
Vorteilhaft ist der Zylinderblock aus einem Grauguss hergestellt. In diesem Fall kann die Oberflächenbehandlung der Laufflächen, was auch als Eloxieren bezeichnet wird, entfallen. Zudem erhöht sich dadurch die Lebensdauer des Federspeicherantriebs. Zur Verminderung von Querkräften, welche durch radiale Bewegungen der Speicherfeder 10, und dabei insbesondere der Stützfeder 28, auftreten können, ist ein hier nicht dargestellter Führungsring vorsehbar. Dieser Führungsring, welcher dann auch Teil der Federsäule und/oder der Stützrohreinheit ist, ist koaxial um das Stützrohr 20 herum derart angeordnet, dass die vorgespannte Speicherfeder 10 den Führungsring gegen die Schulter 26 des Stützrohrs 20 presst.Advantageously, the cylinder block is made of a gray cast iron. In this case, the surface treatment of the running surfaces, which is also referred to as anodizing omitted. In addition, this increases the life of the spring drive. To reduce transverse forces, which may occur by radial movements of the accumulator spring 10, and in particular the support spring 28, a guide ring, not shown here, is providable. This guide ring, which is then also part of the spring column and / or the support tube unit, is arranged coaxially around the support tube 20 such that the prestressed storage spring 10 presses the guide ring against the shoulder 26 of the support tube 20.
Der Führungsring ist auf dem Stützrohr in axialer Richtung gleitend gelagert und bewegt sich beim Spannen der Speicherfeder 10 von der Schulter 26 weg. Eine radiale Bewegung des Führungsrings ist nicht möglich.The guide ring is slidably mounted on the support tube in the axial direction and moves when tensioning the accumulator spring 10 of the shoulder 26 away. A radial movement of the guide ring is not possible.
Bei gespannter Speicherfeder 10 ist der Führungsring dabei radial spielfrei neben dem Druckkörper 16 angeordnet, so dass auch eine radiale Bewegung des Druckkörpers vermieden ist. When tensioned storage spring 10, the guide ring is arranged radially backlash next to the pressure body 16, so that a radial movement of the pressure body is avoided.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
Speicherfederstorage spring
ArbeitszylindergehäuseWorking cylinder housing
Druckkörperpressure vessels
Stützrohrsupport tube
Abstützringsupport ring
Anschlagattack
Schultershoulder
Stützfedersupport spring
Behälterkörpercontainer body
Speicherzylinderstorage cylinder
Druckkolbenpressure piston
Arbeitszylinder working cylinder

Claims

Patentansprüche claims
1. Hydraulischer Federspeicherantrieb für einen Hochspannungsleistungsschalter, umfassend einen Arbeitszylinder (40), welcher in einem Arbeitszylindergehäuse (12) angeordnet ist, mindestens eine Speicherfeder (10), mindestens einen Druckkolben (34), welcher in einem Speicherzylinder (32) gleitend verschiebbar angeordnet ist, wobei die Speicherfeder (10) über den Druckkolben (34) in dem Speicherzylinder (32) befindliches Fluid unter Druck setzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherfeder (10) im vorgespannten Zustand von einer Stützrohreinheit formschlüssig gehalten ist.1. A hydraulic spring-loaded drive for a high-voltage circuit breaker, comprising a working cylinder (40) which is arranged in a working cylinder housing (12), at least one storage spring (10), at least one pressure piston (34), which in a storage cylinder (32) is slidably disposed in that the storage spring (10) pressurizes fluid located in the storage cylinder (32) via the pressure piston (34), characterized in that the storage spring (10) is held positively in the pretensioned state by a support tube unit.
2. Hydraulischer Federspeicherantrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stützrohreinheit ein Stützrohr (20) umfasst, wobei die Speicherfeder (10) koaxial um das Stützrohr (20) herum angeordnet ist.2. Hydraulic spring drive according to claim 1, characterized in that the support tube unit comprises a support tube (20), wherein the storage spring (10) is arranged coaxially around the support tube (20) around.
3. Hydraulischer Federspeicherantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an einem stirnseitigen Ende des Stützrohrs (20) eine radial nach außen vorspringende Schulter (26) angeformt ist, wobei die Speicherfeder (10) sich an der Schulter (26) abstützt.3. Hydraulic spring drive according to claim 2, characterized in that at a front end of the support tube (20) has a radially outwardly projecting shoulder (26) is formed, wherein the storage spring (10) on the shoulder (26) is supported.
4. Hydraulischer Federspeicherantrieb nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Nähe eines stirnseitigen Endes des Stützrohrs (20) koaxial um das Stützrohr herum ein Abstützring (22) befestigt ist, wobei die Speicherfeder (10) sich an dem Abstützring (22) abstützt.4. Hydraulic spring drive according to one of claims 2 or 3, characterized in that in the vicinity of an end face of the support tube (20) coaxially around the support tube around a support ring (22) is fixed, wherein the storage spring (10) on the support ring (22) is supported.
5. Hydraulischer Federspeicherantrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelachsen der Stützrohreinheit und des Arbeitszylindergehäuses (12) miteinander fluchten. 5. Hydraulic spring accumulator drive according to one of the preceding claims, characterized in that the center axes of the support tube unit and the working cylinder housing (12) are aligned.
6. Hydraulischer Federspeicherantrieb Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützrohreinheit das Arbeitszylindergehäuses (12) zumindest teilweise koaxial umschließt.6. Hydraulic spring drive according to claim 5, characterized in that the support tube unit, the working cylinder housing (12) at least partially coaxially encloses.
7. Hydraulischer Federspeicherantrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherzylinder (32) in einem Behälterkörper (30) angeordnet ist, welcher einstückig mit dem Arbeitszylindergehäuse (12) ausgebildet ist. 7. Hydraulic spring accumulator drive according to one of the preceding claims, characterized in that the storage cylinder (32) in a container body (30) is arranged, which is formed integrally with the working cylinder housing (12).
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