DE7148878U

DE7148878U - Hydraulic drive, in particular for electrical switching devices

Info

Publication number: DE7148878U
Application number: DE7148878U
Authority: DE
Original assignee: BBC AG
Current assignee: BBC AG
Priority date: 1971-12-13
Publication date: 1973-11-15

Description

166/71 Wei/CB166/71 Wei / CB

Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)Public limited company Brown, Boveri & Cie., Baden (Switzerland) S = SSSS Γ, SSSSSSSSSSSSSSSSBSSSSXSSSSSSSSaSSSSSBSSSSSSSSSBSS (S = SSSS Γ, SSSSSSSSSSSSSSSSBSSSSXSSSSSSSSaSSSSSBSSSSSSSSSBSS (

Hydraulischer Antrieb, insbesondere für elektrische SchaltgeräteHydraulic drive, in particular for electrical switching devices

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Antrieb, insbesondere für elektrische Schaltgeräte, bei dem dar im Antriebszylinder befindliche als Differentialkolben ausgebildete Arbeitskolben in beiden Bewegungsrichtungen durch Druckbeaufschlagung bzw. -entlastung seiner grösseren wirksamen Kolbenfläche gesteuert ist, mit Druckmittelspeicher, Arbeite-, Verstärker- und Steuerventil.The invention relates to a hydraulic drive, in particular for electrical switching devices the working piston located in the drive cylinder, designed as a differential piston, is controlled in both directions of movement by pressurizing or relieving its larger effective piston area, with pressure medium accumulator, working, booster and control valve.

Es ist ein hydraulischer Antrieb für elektrische Leistungsschalter bekannt (DT-AS 1 171 057), bei dem ein Differentialkolben verwendet wird, der zum Einschalten auf der grösseren und zum Ausschalten auf der kleineren Kolbenfläche beaufschlagt wird. Hierbei ist der AntriebThere is a hydraulic drive for electrical circuit breakers known (DT-AS 1 171 057), in which a Differential piston is used to switch on on the larger one and switch off on the smaller one Piston surface is acted upon. Here is the drive

- 2 - 166/71- 2 - 166/71

Kit zwei Hydraulikspeichern ausgerüstet. Es ist auch ein hydra«! iss'nsT' An**»i«b si* nwar einem Hydraulikepeicher bekannt (CH-PS t»85 313). Dort ist die Steuerung des Arbeitskolbens so getroffen, dass dieser mit Hilfe einer Klinke, welche am Schaltetift atigreift, in der Einschaltstellung gegen die Kraft der ständig druckbeaufschlagten kleineren Kolbenfläche genalten wird.Kit equipped with two hydraulic accumulators. It is also a hydra! iss'nsT ' An ** »i« b was known to a hydraulic accumulator (CH-PS t »85 313). There the control of the working piston is made in such a way that it is held in the on position against the force of the constantly pressurized smaller piston surface with the help of a pawl that engages on the switch pin.

Die Erfindung hat zuu Ziel, einen hydraulischen Antrieb der eingangs erwähnten Art anzugeben, bei dem in der Endstellung des Arbeitekolbens keine Klinken zum Halten benötigt werden· Erfindungsgemäsis rir*d dies dadurch erreicht, dass der Druckmittel-sicher ständig mit dem Arbeitezylinderraum auf der Seite der kleineren Wirkfläche de* Arbeitskolbens in Verbindung steht, und dass das Arbeitsventil als Umsteuerventil derart ausgebildet ist, dass vermittels seines beweglichen Ventilorgans in der einen Endlage die Arbeite zylinderräume zu beiden Seiten des Arbeitskolbens stets miteinander verbunden sind, während in der anderen Endlage des Ventilorgans die Räume gegeneinander abgesperrt sind, wobei zugleich der Raum auf der Seite der grösseren Wirkfläche des Arbeitskolbens mit einer Entlastungsöffnung verbunden ist.The invention shall indicate zuu target, a hydraulic drive of the aforementioned type, in which in the end position of Working piston no latches are needed for holding · Erfindungsgemäsis rir * d this is achieved in that the pressure medium-secure at all times connected to the Working cylinder space on the side smaller effective area of the working piston is connected, and that the working valve is designed as a reversing valve in such a way that by means of its movable valve member in one end position the working cylinder spaces on both sides of the working piston are always connected to one another, while in the other end position of the valve member the spaces are blocked from each other, with the space on the side of the larger effective area of the working piston being connected to a relief opening at the same time.

- 3 - 166/71- 3 - 166/71

Die Zeichnung zeigt ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung. Es zeigt:The drawing shows an exemplary embodiment of the invention. It shows:

Fig. 1 den Antrieb in mehr schematischer Darstellung, Fig. 2 das Umsteuerventil im vergrösserten Masstab im1 shows the drive in a more schematic representation, FIG. 2 shows the reversing valve on an enlarged scale

Längsschnitt mit weiteren Details, wobei Fig. 2a eine Einzelheit von Fig. 2 vergrössert darstellt, Fig* 3 den Arbeitszylinder vergrössert im Schnitt mitLongitudinal section with further details, FIG. 2a showing an enlarged detail of FIG. 2, Fig * 3 the working cylinder enlarged in section with

weiteren Details in einer Endlage und Fig. ·» denselben in einer momentanen Zwischenstellung des Arbeitskolbens.further details in an end position and Fig. · »the same in a momentary intermediate position of the Working piston.

in Fig. i ist im Arbeitszylinder 1 der- Ar-ueitskolben 2 dicht gleitend gelagert. Seine Kolbenstange 2a durchsetzt ebenfalls dicht gleitend die eine Stirnwand des Arbeitszylinders 1. In nicht näher gezeigter Weise ist das zu betätigende elektrische Schaltgerät mit der Kolbenstange gekuppelt. Der Arbeitskolben 2 besitzt auf der Seite des Arbeitszylinderraumes 3 eine ringförmige Wirkfläche, welche gegenüber der vollen Kolbenfläche wegen der Kolbenstange vermindert ist» wodurch ein Differentialkolben entsteht. Der Zylinderraum 3 steht einerseits ständig mit dem Druckmittelspeicher H in Verbindung, welcher in bekannter Weise z. B. als Blasen- oder Kolbenspeicher ausgeführt sein kann. Er wird von einer Pumpe S gefüllt, die von einen nicht dar-In Fig. i, the ar-ueitskolben 2 is mounted in the working cylinder 1 so as to slide tightly. Its piston rod 2a also slides tightly through one end wall of the working cylinder 1. In a manner not shown in detail, the electrical switching device to be operated is coupled to the piston rod. On the side of the working cylinder space 3, the working piston 2 has an annular active surface which is reduced compared to the full piston surface because of the piston rod, which creates a differential piston. The cylinder chamber 3 is on the one hand constantly connected to the pressure medium accumulator H, which in a known manner z. B. can be designed as a bladder or piston accumulator. It is filled by a pump S, which is not represented by a

? 14887815.Λ73? 14887815.Λ73

166/71166/71

j 3st^liten Antrieb in Gang gesetzt wird und die über ein Rückschlagventil in den Speicher 4 fördert. Die ^pumpe 5 besitzt aina Ansaugleitung 5a, elcha z. S, OeI ar.3 den; UeberleuJgefäss 6 ansaugt, wodurch ein geschlossener OeI-kreislauf vorhanden ist« Der Raum 3 ist andererseits über den Kanal 7 und der Raum 8 über den Kanal 9 mit dem als Ganzes mit 10 bezeichneten Umsteuerventil verbunden. Das Umsteuerventil 10 besitzt ein bewegliches Ventilorgan 11» das in der einen (gezeichneten) Lage die Kanäle 7, 9,und damit die Zylinderräume 3, 8 miteinander verbindet. Hierbei ist die zum Ueberlaufgefäss 6 führende Entlastungsöffnung 12 durch das Ventilorgan 11 verschlossen. Der Arbeitskolben 2 nimmt infolge der Differentialwirkung die gezeichnete Lage ein, welche z. B. der Einschaltstellung des Schaltgerätes entspricht. Das Ventilorgan 11 des Umsteuerventils 10 ist über eine Stange 11a mit einem Kolben 13 verbunden. In der gezeichneten Lage herrscht im Steuerraum 15 links vom Kolben 13 Oeldruck, da das Verstärkerventil m die Leitungen 16, 17 miteinander verbindet. Diese gezeichnete Lage wird dadurch herbeigeführt, dass das Steuerventil 18 einen magnetischen Oeffnungsimpuls erhält, wodurch die Leitung 16 mit der Leitung 19 verbunden wird, so dass der Kolben IUa des Verstärkerventils 14 druckbeaufschlagt ist und seine untere gezeichnete Lage einnimmt.j 3st ^ liten drive is set in motion and promotes to memory 4 via a check valve. The ^p ump 5 has aina intake passage 5a, elcha z. S, OeI ar.3 den; UeberleuJgefäß 6 sucks, whereby a closed oil circuit is available. On the other hand, the space 3 is connected via the channel 7 and the space 8 via the channel 9 with the reversing valve designated as a whole with 10. The reversing valve 10 has a movable valve element 11 'which, in one position (shown), connects the channels 7, 9 and thus the cylinder spaces 3, 8 with one another. Here, the relief opening 12 leading to the overflow vessel 6 is closed by the valve element 11. The working piston 2 takes as a result of the differential effect, the position shown, which z. B. corresponds to the switch-on position of the switching device. The valve element 11 of the reversing valve 10 is connected to a piston 13 via a rod 11a. In the position shown, there is oil pressure in the control chamber 15 to the left of the piston 13, since the booster valve m connects the lines 16, 17 with one another. This position shown is brought about in that the control valve 18 receives a magnetic opening pulse, whereby the line 16 is connected to the line 19 so that the piston IUa of the booster valve 14 is pressurized and assumes its lower position shown.

714887815,11.73714887815.11.73

S ft I O 41 * βS ft I O 41 * β

5 - 166/715 - 166/71

Um den Arbeitskolben 2 in seine andere, gestrichelt gezeichnete Lage, der Ausschaltstsllung des Schaltgerätes entsprechend, zu bringen, wird der Raum 8 über den Kanal 9 und die Entlastungsöffnung 12 zum Ueberlaufgefäss 6 hin druckentlastet. Hierzu wird das Ventilorgan 11 in seine linke Endlage umgesteuert, in welcher es die Kanäle 7 und 9 gegeneinander absperrt und zugleich den Kannal 9 zur Entlastungsöffnung 12 hin freigibt* Zu diesem Zwecke wird der Raum 15 drucklos gemacht. Dies geschiehr dadurch} dass das Verstärkerventil 1*4 umgesteuert wird, wodurch die Leitung 17 mit der Leitung 20 zum Ueberlaufgefäss 6 hin verbunden wird. Das Umsteuern des Verstärkerventils If erfolgt dadurch, dass sein Kolben IHa auf seiner Oberseite druckentlastet wird, indem die Leitung 19 durch einen Oeffnungsimpuls des Steuerventils 21 mit der zum Ueberlaufgefäss 6 hinführenden Leitung 20 verbunden und damit drucklos gemacht vird. In order to bring the working piston 2 into its other position, shown in dashed lines, corresponding to the switch-off position of the switching device, the space 8 is depressurized via the channel 9 and the relief opening 12 to the overflow vessel 6. For this purpose, the valve member 11 is reversed to its left end position, in which it blocks the channels 7 and 9 from each other and at the same time releases the channel 9 to the relief opening 12 * For this purpose, the space 15 is depressurized. This happens because the booster valve 1 * 4 is reversed, whereby the line 17 is connected to the line 20 to the overflow vessel 6. The reversal of the booster valve If takes place in that its piston IHa is depressurized on its upper side by connecting the line 19 to the line 20 leading to the overflow vessel 6 by an opening pulse of the control valve 21 and thus depressurizing it.

In Fig. 2, 2a ist das Umsteuerventil 10 näher dargestellt, wobei entsprechende Teile mit gleichen Bezugslvnweisen versehen sind. Das Ventilorgan 11 ist so ausgebildet, dass beim Umsteuervorgang ein möglichst geringer Druckmittelverlust auftritt. In der oberen Hälfte der Darstellung in Fig. 2 ist die der Fig. 1 entsprechende Stellung der Teile 11, 11a, In Fig. 2, 2a, the reversing valve 10 is shown in more detail, corresponding parts being provided with the same references. The valve element 11 is designed in such a way that the lowest possible loss of pressure medium occurs during the reversing process. In the upper half of the illustration in FIG. 2, the position of the parts 11, 11a,

- 6 - 166/71- 6 - 166/71

gezeigt. Das Ventilorgan 11 ist hierbei vom linken Ventilsitz 22 abgehoben, dagegen mit dem rechten Ventilsitz 23 in Berührung. Das Ventilorgan 11 ist glockenförmig ausgebildet und umfasst ein ortsfestes zylindrisches Führungsstück 24, welches von einem Tragbolzen 2 5 gehalten ist, der einen Gewindescnaft zwecks Verbindung mit dem Führungsstück 24 besitzt. Zwischen dem Ventilorgan 11 und dem Führungsstück 24 ist ein Raum 26 gebildet, welcher über Drosselbohrungen 27 im Ventilorgan 11 mit dem umgebenden Raum, in welchem der Kanal 7 mündet, verbunden ist. Durch entsprechende Dimensionierung der Bohrunr,; 27 3 3sst sich der Bewegungsablauf des Ventilorgans 11 in gewünschter Weise beeinflussen. Auf der Seite des Ventilsitzes 23 befindet sich das auf dem Bolzen 25 gegen die Feder 29 vtrschieblich gelagerte Drosselorgan ?8. Dieses bewirkt, wenn das Ventilorgan 11 nach links umschaltet (untere Hälfte der Darstellung), dass die Entlastungsöffnung 12 erst relativ spät, nämlich gegen Ende des Hubes des Ventilorgans 11 freigegeben wird. Wie Fig. 2a näher zeigt, wir4 erst gegen Ende des Hubes des Teiles 11 ein zuvor enger Ringspalt zwischen den Teilen 11, 28 erweitert (vergrösserter Spalt 30), wodurch das OeI aus dem Raum 31 jetzt ungehindert auszutreten vermag. Dadurch kann nunmehr unter Wirkung des vom Arbeitskolben 2 verdrängten OeIs in den Kanal 9 sich das Drosselorgan 28 nach shown. The valve member 11 is lifted from the left valve seat 22, but is in contact with the right valve seat 23. The valve element 11 is bell-shaped and comprises a stationary, cylindrical guide piece 24 which is held by a support bolt 25 which has a threaded shaft for the purpose of connection to the guide piece 24. Between the valve element 11 and the guide piece 24, a space 26 is formed which is connected via throttle bores 27 in the valve element 11 to the surrounding space in which the channel 7 opens . By appropriate dimensioning of the Bohrunr; The sequence of movements of the valve member 11 can be influenced in the desired manner. On the side of the valve seat 23 there is the throttle element 8, which is displaceably mounted on the bolt 25 against the spring 29. When the valve member 11 switches to the left (lower half of the illustration), this has the effect that the relief opening 12 is only released relatively late, namely towards the end of the stroke of the valve member 11 . As FIG. 2a shows in more detail, a previously narrow annular gap between the parts 11, 28 is only widened towards the end of the stroke of the part 11 (enlarged gap 30), as a result of which the oil is now able to exit the space 31 unhindered. As a result, under the action of the oil displaced by the working piston 2, the throttle element 28 can move into the channel 9

- 7 - 166/71- 7 - 166/71

links verschieben (untere Hälfte der Darstellung in Fig. 2) wodurch die Entlastungsöffnung 12 voll freigegeben ist. Sobald die Oelverdrängung nach Beendigung der Bewegung des Arbeitskolbens 2 aufhört, geht das Dr sselorgan 28 unter Wirkung der Feder 29 in seine ursprüngliche Lage zurück. Bei einer Bewegung des Ventilorgan* 11 nach rechts bleibt das Drosselorgan 2ö in Ruhe. Die an sich festen Ventil- ■j it se 22t 23 sind nachgiebig gelagert. Zur Enddämpfung der Bewegung des Ventilorgans 11 sind kleine hydraulische Kissen 32 vorhanden, die sich über Bohrungen 33 in den hülsenförmigen Ventilsitzen 22, 23 gedrosselt entleeren bzwfüllen können. Die wirksamen Flächen der Kissen ^3 sind so bemessen, dass die Ventilsitze 22, 23 nach dem Auftreffen ces Ventilorgans 11 jeweils wieder in die gezeichneten Stellungen übergehen. move left (lower half of the illustration in Fig. 2) whereby the relief opening 12 is fully released. As soon as the oil displacement ceases after the movement of the working piston 2 has ended, the thrust element 28 returns to its original position under the action of the spring 29. When the valve member * 11 moves to the right , the throttle member 2ö remains at rest. The valve jit se 22t 23, which are fixed per se, are resiliently mounted. For the final damping of the movement of the valve member 11, there are small hydraulic cushions 32 which can be emptied or filled in a throttled manner via bores 33 in the sleeve-shaped valve seats 22, 23. The effective areas of the cushions ^ 3 are dimensioned so that the valve seats 22, 23 each merge into the positions shown after they strike the valve element 11.

In Fig. 3 ist eine zweckmässige weitere Ausgestaltung von Arbeitszylinder 1 und Arbeitskolben 2 gezeigt, bei welcher eine gewünschte Bewegungsbeeinflussung des Arbeitskolbens möglich ist. Zu diesem Zwecke besitzen Kolben 2 und Kolbenstange 2a eine einseitig offene Bohrung 2b, in welche eine hohle Nadel 3<t eintaucht. Die Nadsl 34 ist feststehend in einem Deckelteil la des ArbeitsZylinders 1 eingesetzt. Der Raum 3 rechts vom Kolben 2 ist durch ein federbelastetes In Fig. 3, an expedient further embodiment of the working cylinder 1 and working piston 2 is shown, in which a desired influencing of the movement of the working piston is possible. For this purpose, piston 2 and piston rod 2a have a bore 2b which is open on one side and into which a hollow needle 3 <t is inserted. The needle 34 is fixedly inserted in a cover part 1 a of the working cylinder 1. The space 3 to the right of the piston 2 is through a spring-loaded

714l878i5.it»714l878i5.it »

- 8 - 166/71- 8 - 166/71

Rückschlagventil 35 gegen den Kanal 9 verschliessbar. Links befindet sich zv'iEchs:": dem Reuns 3 und d<?n> Kol.hpn 1 p.henfalls ein Rückschlagventil 36, wobei aber parallel zu.n Rückschlagventil 36 um die Kolbenstange 2a ein Ringspalt 37 freigelassen ist. Wenn, ausgehend von der rechten Endstellung des Kolbens 2 gemäss Fig. 3, eine Bewegung nach links erfolgt, gelangt Drucköl durch das Innere der Nadel 34 in die Bohrung 2b und zugleich übsr das sich Öffnende Rückschlagventil 35 in den Raum 8, wodurch sich der Kolben 2 nach links in Bewegung setzt. Gegen Ende seines Hubes wird der Ringspalt 37 von der im Durchmesser sich vergröseern.den Partie 2c der Kolbenstange 2a zum grössten Teil verschlossen» wodurch eine Bewegungsdämpfung erfolgt. Die Fig. 4 zeigt, wie in der anderen Bewegungsrichtung das aus dem Raum 8 bei geschlossenem Rückschlagventil verdrängte OeI seinen Weg durch den Ringspalt 38 zwischen Kolben 2 und Nadel 34 und durch das Innere der Nadel zum Kanal 9 und damit zur Entlastungsöffnung 12 (Fig. 1) nehmen muss. Durch entsprechende Bemessung der massgebenden Teile kann in weiten Grenzen ein gewünschter Bewegungsverlauf erzielt werden.Check valve 35 can be closed against channel 9. On the left there are two: ": the Reuns 3 and d <? N> Kol.hpn 1 if necessary a check valve 36, but parallel to the check valve 36 around the piston rod 2a an annular gap 37 is left free. If, starting From the right end position of the piston 2 according to FIG. 3, a movement to the left occurs, pressurized oil passes through the interior of the needle 34 into the bore 2b and at the same time via the opening check valve 35 into the space 8, whereby the piston 2 moves to the left Towards the end of its stroke, the annular gap 37 is closed for the most part by the part 2c of the piston rod 2a, which is enlarged in diameter, which results in a damping of the movement 8 with the check valve closed, OeI forced its way through the annular gap 38 between piston 2 and needle 34 and through the interior of the needle to channel 9 and thus to relief opening 12 (FIG. 1) de dimensioning of the relevant parts, a desired course of movement can be achieved within wide limits.

Claims

Il · · · ■ - 9 - 166/71 khproverbs

1. Hydraulic drive, in particular for electrical switching devices, in which the working piston in the working cylinder, designed as a differential piston, is controlled in both directions of movement by pressurizing or relieving its larger effective piston area, with pressure medium accumulator, working, booster and control valve, characterized in that, that the pressure medium accumulator (4) is constantly connected to the working cylinder space (3) on the side of the smaller ^) Wi ^ kflache of the working piston% -i, and that the working valve is designed as a reversing valve (10) in such a way that by means of its movable valve members (11) in one end position the working cylinder spaces (3, 8) on both sides of the working piston (2) are always connected to one another, while in the other end position of the valve member (11) these spaces (3, 8) are blocked from each other » whereby at the same time the roughness (8) on the side of the larger effective area of the working piston (2) with an Ent las opening (12) is connected *

714« 711 uff714 «711 uff

- 10 - 163/71

2. Drive according to claim 1, characterized in. That dex working piston (2) open on one side bore (2b), in which engages a stationary hollow needle (34) such that in one Bewegu- srichtung of the working piston (2) the working medium displaced by it can flow through an annular gap (38) located between the needle (34) and the working lever (2) and through the inside of the needle to the relief opening (12), while in the other direction through the inside of the needle the filling of the bore ( 2b) takes place.

3. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass3. Drive according to claim 1, characterized in that

das Umsteuerventil (10) auf der Sitzseite der Entlastungsöffnung (12) ein verschiitblich gelagertes Drosselorgan (28) besitzt, das derart ausgebildet ist, dass in der einen Betätigungsrichtung die Entlastungsöffnung (12) erst gegen Ende des Hubes des Ventilorgans (11) des Umsteurventils (10) voll freigebbar ist.the reversing valve (10) on the seat side of the relief opening (12) a differently mounted throttle element (28) possesses, which is designed such that in one actuation direction the relief opening (12) only against The end of the stroke of the valve member (11) of the reversing valve (10) can be fully released.

H. Drive according to claim 1, characterized in that the valve seats (22, 23) assigned to the valve member (11) of the reversing valve (10) are resiliently mounted , and hydraulic cushions (32) are used to dampen the movement of the valve member (11) ) exhibit.

714187815.11.73714187815.11.73

fbfb after AnAt " · 1 · * * .
• t · a * ■ 166/71 Λ - 11 -- 11 - jplc^nnr.ftiehnet. dass dasjplc ^ nnr.ftiehnet. that this S _; Drive 1 _r rl«riiir«r!h .1 _r rl «riiir« r! H.

The valve element (11) of the reversing valve (10) comprises a stationary guide piece (24) in the shape of a bell and that the space (26) enclosed between the two parts (11, 24) has at least one throttle bore (27) in the valve element (11) with the space surrounding eggs ( 7) communicates.

Public limited company BROUN, BOVERI h CIE.

714887815.11.73714887815.11.73