DE1925166C3

DE1925166C3 - Hydraulische Betätigungsvorrichtung für elektrische Hochspannungsschalter

Info

Publication number: DE1925166C3
Application number: DE19691925166
Authority: DE
Inventors: Reiner Dipl.-Ing. 1000 Berlin Strangfeld
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-05-14
Filing date: 1969-05-14
Publication date: 1978-05-18
Also published as: JPS508181B1; DE1925166A1; DE1925166B2

Description

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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 zum Stehen kommen. SS

Hierfür hat man nach der DE-AS 12 56 2% dem aus Kolben und Zylinder bestehenden Antrieb eine Dämpfung am Ende des Schalthubes zugeordnet, bsi 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 DE-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 1, 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 Bewegungsrichtungen 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 Zylicderende 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 Hydrauliksystems 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 10,11 sind im Mantel des Zylinders an jedem Ende verschiedene Auslaßöffnungen angeordnet Am oberen Ende des Zylinders erkennt man eine Auslaßöffr.ung 18 mit einem großen Querschnitt, deren Obergang 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

ij 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

2s 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

Patentansprüche:

1. Hydraulische Betätigungsvorrichtung für elektrische Hochspannungsschalter mit einem doppelt s 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 Aushßöffnungen 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, U) 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 Rückschlagventils (10,11).

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.