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EP3394453B1 - Hydromechanischer federspeicherantrieb mit einem speichermodul - Google Patents

Hydromechanischer federspeicherantrieb mit einem speichermodul Download PDF

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Publication number
EP3394453B1
EP3394453B1 EP16806147.1A EP16806147A EP3394453B1 EP 3394453 B1 EP3394453 B1 EP 3394453B1 EP 16806147 A EP16806147 A EP 16806147A EP 3394453 B1 EP3394453 B1 EP 3394453B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spring
head
housing
pressure
accumulator piston
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.)
Active
Application number
EP16806147.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3394453A1 (de
Inventor
Niko ROBENS
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.)
Hitachi Energy Ltd
Original Assignee
ABB Power Grids Switzerland 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 Power Grids Switzerland AG filed Critical ABB Power Grids Switzerland AG
Publication of EP3394453A1 publication Critical patent/EP3394453A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3394453B1 publication Critical patent/EP3394453B1/de
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    • F15B2201/413Liquid ports having multiple liquid ports

Definitions

  • the invention relates to a hydromechanical spring-loaded drive, the spring-loaded drive being provided for actuating a high- or medium-voltage circuit breaker.
  • high voltage is understood to mean the voltage range above 50 kV, while the range between 1 and 50 kV is regarded as medium voltage.
  • a hydromechanical spring-loaded drive for operating a high-voltage circuit breaker is, for example, from the EP 0829892 B1 known.
  • the drive described there includes a central piston-cylinder arrangement by means of which the high-voltage circuit breaker is actuated.
  • the central piston-cylinder arrangement is surrounded by a plate spring assembly, which is clamped between a pressure ring movable axially to the cylinder and a fixed support ring.
  • the pressure ring is moved in the direction of the support ring by means of three hydraulic accumulator modules distributed around the central cylinder and arranged above the pressure ring.
  • the storage modules each contain a storage piston moved in a pressure cylinder and are filled with a fluid under high pressure.
  • the spring force of the disc spring assembly supports this process by the spring assembly acting on the pressure ring, so that the accumulator pistons are moved into the accumulator modules.
  • the high pressure fluid present in the storage modules is conveyed in the direction of the central piston, where it increases the movement of the piston away from the circuit breaker.
  • the storage module again contains a storage piston and a pressure cylinder, the high pressure fluid present in the pressure cylinder via holes made in the storage piston head and two in the cylinder wall of the storage module arranged sub-channels can be conveyed into a high-pressure channel.
  • the two sub-channels are connected to the high-pressure channel in parallel to one another. They are also known as high pressure connections.
  • the high-pressure channel is in turn connected to the hydraulic system of the central piston-cylinder arrangement of the spring-loaded drive.
  • Accumulator piston and subchannels of the accumulator module are arranged relative to one another in such a way that the accumulator piston closes a first of the two subchannels after a predetermined stroke.
  • the DE 10 2010 054 665 B3 a stroke-dependent throttling is achieved, ie from the specified stroke onwards, the fluid only passes through one instead of through both sub-ducts from the storage module into the hydraulic system of the central piston-cylinder arrangement.
  • the object of the invention is to provide a hydromechanical spring-loaded drive for actuating a high or medium voltage circuit breaker in which the described wear problem is eliminated.
  • the accumulator piston head behaves in the same way with respect to the cylinder wall a slide valve and is therefore subject to similar effects.
  • the following effect has disadvantageous effects: If the pressure cylinder or the accumulator piston deviates from the ideal geometric shape, e.g. due to asymmetrical flow and / or manufacturing tolerances, unbalanced pressure fields arise in the sealing gaps between the accumulator piston head and the cylinder wall.
  • the accumulator piston head can be pressed out of the central position by means of these pressure fields, as a result of which there is uneven wear on the accumulator piston head, and in particular on an existing guide band of the accumulator piston head.
  • the accumulator piston head lies closer and closer to the high-pressure connections or at an angle over the course of the operating period and thus changes the hydraulic flow losses during the switching processes of the spring-loaded actuator. Accordingly, there is on the one hand the risk that the wear residues of the accumulator piston head or the guide belt become abrasive particles, which can lead to further signs of wear on other components of the accumulator module and the rest of the drive, which can ultimately result in leakages. On the other hand, it was recognized that the hydraulic flow losses, which change over the operating time of the storage module due to wear, can also lead to a changed effect of the stroke-dependent throttling caused by the closure of one sub-channel.
  • the object of the present invention is achieved by a hydromechanical spring-loaded drive with the features according to independent claim 1.
  • the starting point is a hydromechanical spring-loaded drive known from the prior art, the spring-loaded drive being provided for actuating a high-voltage circuit breaker.
  • the storage module contains in a known manner a pressure-tight housing, a storage piston protruding into the housing and axially movable in the housing, a cover that closes the housing in a pressure-tight manner, and at least one connection channel introduced into the housing for conveying a between the inner wall of the housing and the head of the storage piston located, high pressure fluid to a high pressure channel located outside the housing of the spring-loaded drive.
  • At least one pressure relief groove is attached circumferentially on the head of the storage piston.
  • the at least one pressure relief groove ensures that pressure equalization can take place in the radial direction of the storage piston, so that the pressing of the head of the storage piston out of the central position is reduced to such an extent that wear of the head or the guide band is avoided.
  • the at least one pressure relief groove can be made in the circumferential direction or also in a spiral shape on the accumulator piston head, and its cross section can have any geometric shape.
  • At least two pressure relief grooves are made in the same distance from one another and with the same geometrical configuration running in the circumferential direction of the head of the storage piston.
  • the at least two pressure relief grooves designed in this way improve the pressure relief effect in comparison with only a single groove, or also in comparison with irregularly designed and / or distributed grooves.
  • the storage module has at least one through-hole made in the head of the storage piston through which the Fluid located between the inner wall of the housing and the head of the storage piston can flow to the connecting channel.
  • a through hole grooves or notches located on the outside of the accumulator piston head could also serve as a hydraulic connection path to the connection channel. Such a connection path is necessary when the opening of the connection channel does not open into or at the level of the housing bottom into the housing of the storage module, but only at some distance therefrom.
  • a guide band is attached to the circumference of the head of the storage piston and in the circumferential direction, which can be located above or below or on the left or right of the pressure relief grooves and preferably runs parallel to them.
  • the closure cover guides the storage piston in its axial direction.
  • a hydromechanical spring-loaded drive with a storage module.
  • the spring-loaded drive is provided for actuating a high-voltage circuit breaker 12 and contains one or more of the in Fig. 1 memory module shown.
  • the spring-loaded drive contains an in Fig. 1 indicated hydraulically operated piston-cylinder arrangement 16, which acts mechanically directly on the high-voltage circuit breaker 12 and exerts a closing or opening force F on it.
  • the hydraulic actuation of the piston-cylinder arrangement 16 takes place via a hydraulic system belonging to the spring-loaded drive, which includes at least one high-pressure channel 11.
  • the spring-loaded drive also includes a spring-loaded energy store 14, which is shown in FIG Fig. 1 is shown as a spiral spring. Alternatively, other types of springs can also be used, such as disc springs.
  • the spring accumulator 14 is here in the charged, ie in the compressed state, the spiral spring being pressed against a stationary support surface 15.
  • the memory module of the Fig. 1 contains a pressure-tight housing 1, an accumulator piston 2 protruding into the housing 1 and axially movable in the housing 1 (along its longitudinal axis A), a closure cover 4 which guides the accumulator piston 2 axially and closes the housing in a pressure-tight manner, and two connecting channels introduced into the housing 1 5, 6 for conveying a high pressure fluid located between the inner wall 7 of the housing and the head 3 of the accumulator piston to the high pressure channel 11 of the spring accumulator drive located outside the housing.
  • the fluid is preferably hydraulic oil.
  • a total of three pressure relief grooves 8 are provided around the head 3 of the accumulator piston. The three pressure relief grooves 8 run at the same distance from one another and with the same geometric configuration along the circumferential direction of the head 3 of the accumulator piston.
  • Fig. 1 shows the tip of the reference arrow of the reference number 7 not only on the inner wall of the housing 1 but also on the inner wall of the housing base. Since the connecting channels 5 and 6 are at a considerable distance from the bottom of the housing, a hydraulic connection to these must be provided so that when the storage piston 2 is moved into the housing 1, the fluid can escape from the space between the inner wall 7 and head 3 of the storage piston .
  • the head 3 of the storage piston has a through-hole 9 which is designed in a T-shape.
  • a guide band 10 which consists of PTFE (polytetrafluoroethylene) and runs parallel to the pressure relief grooves 8, is attached in the circumferential direction to the circumference of the head 3 of the storage piston. Because of the existing Pressure relief grooves 8 prevent pressure differences from developing within the housing 1 between the zones located above the axis A and close to the connecting channels 5, 6 and the zones located below the axis A and thus on the opposite side of the accumulator piston 2. Since the pressure conditions on this side and on the other side of the axis A are thus balanced, the head 3 of the accumulator piston 2 is no longer pressed out of the central position, so that wear of the guide band 10 is avoided.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • FIG. 2 In contrast to Fig. 1 show the Fig. 2 the high-voltage circuit breaker 12 in the open position.
  • the spring energy store 14 is discharged in order to provide additional opening energy.
  • the spiral spring is relaxed, as a result of which the accumulator piston 2 is moved into the housing 1.
  • the high pressure fluid is moved through the through hole 9 in the direction of the connecting channels 5 and 6 and from there in the direction of the high pressure channel 11, where it acts on the piston-cylinder arrangement 16 in such a way that the opening process of the high-voltage circuit breaker 12 is accelerated.
  • the storage module is shown at the end of the opening process, when the head 3 of the storage piston 2 has reached the housing base, ie when the storage piston 2 has completely moved into the housing 1.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen hydromechanischen Federspeicherantrieb, wobei der Federspeicherantrieb zur Betätigung eines Hoch- oder Mittelspannungsleistungsschalters vorgesehen ist. Unter Hochspannung wird hierbei der Spannungsbereich oberhalb von 50 kV verstanden, während als Mittelspannung der Bereich zwischen 1 und 50 kV angesehen wird.
  • Ein hydromechanischer Federspeicherantrieb zum Betätigen eines Hochspannungsleistungsschalters ist beispielsweise aus der EP 0829892 B1 bekannt. Der dort beschriebene Antrieb beinhaltet eine zentrale Kolben-Zylinderanordnung, mittels derer der Hochspannungsleistungsschalter betätigt wird. Die zentrale Kolben-Zylinderanordnung ist von einem Tellerfederpaket umgeben, welches zwischen einem axial zum Zylinder beweglichen Druckring sowie einem fest angeordneten Abstützring eingespannt ist. Zum Spannen des Tellerfederpaketes wird der Druckring mittels dreier um den zentralen Zylinder herum in Umfangsrichtung verteilter und oberhalb des Druckrings angeordneter hydraulischer Speichermodule in Richtung Abstützring bewegt. Die Speichermodule enthalten jeweils einen in einem Druckzylinder bewegten Speicherkolben und sind mit einem unter Hochdruck stehenden Fluid befüllt. Soll der Hochspannungsleistungsschalter geöffnet, d.h. der Kolben in der zentralen Kolben-Zylinderanordnung in diese hineinbewegt werden, so unterstützt die Federkraft des Tellerfederpaketes diesen Vorgang, indem das Federpaket auf den Druckring wirkt, so dass die Speicherkolben in die Speichermodule hineinbewegt werden. Dadurch wird das in den Speichermodulen vorhandene, unter Hochdruck stehende Fluid in Richtung des zentralen Kolbens befördert, wo es die Bewegung des Kolbens vom Leistungsschalter weg verstärkt.
  • Aus der DE 10 2010 054 665 B3 ist ein hydromechanischer Federspeicherantrieb gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt, wobei der Federspeicherantrieb nach demselben Grundprinzip arbeitet wieder der in der EP0829892 B1 beschriebene. Das Speichermodul enthält wieder einen Speicherkolben sowie einen Druckzylinder, wobei das in dem Druckzylinder vorhandene, unter Hochdruck stehende Fluid über in dem Speicherkolbenkopf eingebrachte Lochbohrungen sowie zwei in der Zylinderwandung des Speichermoduls angeordnete Teilkanäle in einen Hochdruckkanal beförderbar ist. Die beiden Teilkanäle sind dabei parallel zueinander an den Hochdruckkanal angeschlossen. Sie werden auch als Hochdruckanschlüsse bezeichnet. Der Hochdruckkanal ist wiederum mit dem hydraulischen System der zentralen Kolben-Zylinderanordnung des Federspeicherantriebs verbunden. Speicherkolben und Teilkanäle des Speichermoduls sind so zueinander angeordnet, dass der Speicherkolben ab einem vorgegebenen Hub einen ersten der beiden Teilkanäle verschließt. Auf diese Weise wird in der DE 10 2010 054 665 B3 eine hubabhängige Drosselung erreicht, d.h. ab dem vorgegebenen Hub gelangt das Fluid nur noch durch einen anstatt durch beide Teilkanäle vom Speichermodul in das hydraulische System der zentralen Kolben-Zylinderanordnung.
  • Während des Betriebes von hydromechanischen Federspeicherantrieben mit einem oder mehreren der in der DE 10 2010 054 665 B3 beschriebenen Speichermodule wurden nun Verschleißerscheinungen am Speicherkolbenkopf beobachtet dahingehend, dass das am Umfang des Speicherkolbenkopfes angebrachte Führungsband mechanisch abgetragen wurde. Die im Druckzylinder verbliebenen Verschleißreste des Führungsbandes stellen Scheuerpartikel dar, welche wiederum zum Verschleiß der Dichtungen führen und damit eine unerwünschte Leckage des Speichermoduls bedingen könnten. Ferner können diese Partikel über den Hochdruckanschluss in das System gelangen und weiteren Schaden anrichten, zum Beispiel am Umschaltventil.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen hydromechanischen Federspeicherantrieb zur Betätigung eines Hoch- oder Mittelspannungs-leistungsschalters anzugeben, bei dem das beschriebene Verschleißproblem behoben ist.
  • Der vorliegenden Lösung der Aufgabe liegen folgende grundsätzlichen Überlegungen zugrunde.
  • Beim Verschließen des ersten Teilkanals, also des einen der beiden Hochdruckanschlüsse, verhält sich der Speicherkolbenkopf zur Zylinderwandung wie ein Schieberventil und unterliegt demzufolge ähnlichen Effekten. Hierbei hat folgender Effekt nachteilige Auswirkungen: Durch eine Abweichung des Druckzylinders bzw. des Speicherkolbens von der geometrischen Idealform, z.B. infolge von unsymmetrischer Anströmung und/oder Fertigungstoleranzen, entstehen unausgeglichene Druckfelder in den Dichtspalten zwischen Speicherkolbenkopf und Zylinderwand. Durch diese Druckfelder kann der Speicherkolbenkopf aus der Mittellage gedrückt werden, wodurch es zu ungleichmäßigem Verschleiß am Speicherkolbenkopf, und insbesondere an einem vorhandenen Führungsband des Speicherkolbenkopfes, kommt. Bedingt dadurch liegt der Speicherkolbenkopf im Laufe der Betriebsdauer immer näher bzw. schräger an den Hochdruckanschlüssen an und verändert damit die hydraulischen Strömungsverluste während der Schaltvorgänge des Federspeicherantriebs. Dementsprechend besteht zum einen die Gefahr, dass die Verschleißreste des Speicherkolbenkopfes bzw. des Führungsbandes zu Schleifpartikeln werden, welche zu weiteren Verschleißerscheinungen auch an anderen Bauteilen des Speichermoduls sowie des restlichen Antriebs führen können, was am Ende in Leckagen resultieren kann. Zum anderen wurde erkannt, dass die aufgrund des Verschleißes über die Betriebsdauer des Speichermoduls veränderlichen hydraulischen Strömungsverluste auch zu einer veränderten Wirkung der durch das Verschließen des einen Teilkanals hervorzurufenden hubabhängigen Drosselung führen können.
  • Das Verständnis, dass sich der Speicherkolbenkopf zur Zylinderwandung wie ein Schieberventil verhält, hat zum Auffinden eines Fachartikels geführt mit dem Titel "Auslegungsmethodik zur Druckentlastung von Ventilkolben", von K. Schlemmer und H. Murrenhoff, O+P 1-2/2007, S. 2-9. In diesem Artikel wird beschrieben, dass die durch Fertigungstoleranzen und daraus folgende unausgeglichene Druckfelder entstehenden Reibkräfte zwischen Ventilschieber und Ventilhülse zu einem Blockieren des Ventilschiebers führen können, und dass dieses Problem durch das Einbringen von Druckentlastungsnuten am Umfang des Ventilschiebers behoben werden kann.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch einen hydromechanischen Federspeicherantrieb mit den Merkmalen nach dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst.
  • Ausgangspunkt ist ein aus dem Stand der Technik bekannter hydromechanische Federspeicherantrieb, wobei der Federspeicherantrieb zur Betätigung eines Hochspannungsleistungsschalters vorgesehen ist. Das Speichermodul enthält in bekannter Weise ein druckdichtes Gehäuse, einen in das Gehäuse hineinragenden und in dem Gehäuse axial beweglichen Speicherkolben, einen das Gehäuse druckdicht verschließenden Verschlussdeckel, sowie mindestens einen in das Gehäuse eingebrachten Verbindungskanal zur Beförderung eines zwischen innerer Wand des Gehäuses und Kopf des Speicherkolbens befindlichen, unter Hochdruck stehenden Fluids zu einem außerhalb des Gehäuses befindlichen Hochdruckkanal des Federspeicherantriebs.
  • Gemäß der Erfindung ist mindestens eine Druckentlastungsnut am Kopf des Speicherkolbens umlaufend angebracht. Die mindestens eine Druckentlastungsnut sorgt dafür, dass ein Druckausgleich in radialer Richtung des Speicherkolbens stattfinden kann, so dass das Herausdrücken des Kopfes des Speicherkolbens aus der Mittellage soweit reduziert ist, dass ein Verschleißen des Kopfes bzw. des Führungsbandes vermieden wird. Außerdem ist für den speziellen Fall des Vorhandenseins von mehr als einem Verbindungskanal dafür gesorgt, dass die gewünschte hubabhängige Drosselung über die Lebensdauer des Speichermoduls unverändert erreicht wird. Die mindestens eine Druckentlastungsnut kann dabei in Umfangsrichtung oder auch spiralförmig am Speicherkolbenkopf eingebracht sein, und ihr Querschnitt kann eine beliebige geometrische Form aufweisen.
  • In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind mindestens zwei Druckentlastungsnuten in gleichem Abstand zueinander und mit gleicher geometrischer Ausgestaltung in Umfangsrichtung des Kopfes des Speicherkolbens verlaufend in diesen eingebracht. Die derartig ausgestalteten mindestens zwei Druckentlastungsnuten verbessern die Druckentlastungswirkung im Vergleich zu nur einer einzigen Nut, oder auch im Vergleich zu ungleichmäßig ausgestalteten und/oder verteilten Nuten.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Speichermoduls weist dieses mindestens eine in den Kopf des Speicherkolbens eingebrachte Durchbohrung auf, durch die das zwischen innerer Wand des Gehäuses und Kopf des Speicherkolbens befindliche Fluid zum Verbindungskanal fließen kann. Anstelle einer Durchbohrung könnten auch auf der Außenseite des Speicherkolbenkopfes befindliche Nuten oder Kerben als hydraulischer Verbindungsweg zum Verbindungskanal dienen. Ein derartiger Verbindungsweg ist dann vonnöten, wenn die Öffnung des Verbindungskanals nicht in den bzw. in Höhe des Gehäusebodens in das Gehäuse des Speichermoduls hineinmündet, sondern erst in einiger Entfernung davon.
  • In einer speziellen Ausgestaltung des Speichermoduls ist am Umfang des Kopfes des Speicherkolbens und in Umfangsrichtung ein Führungsband befestigt, welches sich sowohl ober- als auch unterhalb bzw. links- oder rechtsseitig der Druckentlastungsnuten befinden kann und dabei bevorzugt parallel zu diesen verläuft. In einer weiteren speziellen Ausgestaltung führt der Verschlussdeckel den Speicherkolben in dessen axialer Richtung.
  • Anhand der nachfolgenden Figuren wird die Erfindung sowie eine mögliche Ausgestaltung näher erläutert und beschrieben.
  • Es zeigen:
  • Fig. 1
    ein Federspeicherantrieb mit einem Speichermodul mit Druckentlastungsnuten bei aufgeladenem Federspeicher und geschlossenem Hochspannungsleistungsschalter;
    Fig. 2
    der Federspeicherantrieb aus Fig. 1, bei entladenem Federspeicher und geöffnetem Hochspannungsleistungsschalter.
  • In Fig. 1 ist ein hydromechanischer Federspeicherantrieb mit einem Speichermodul zu sehen. Der Federspeicherantrieb ist dabei zur Betätigung eines Hochspannungsleistungsschalters 12 vorgesehen, und enthält eines oder auch mehrere des in Fig. 1 dargestellten Speichermoduls. Darüber hinaus enthält der Federspeicherantrieb eine in Fig. 1 angedeutete hydraulisch betätigte Kolben-Zylinder-Anordnung 16, welche direkt mechanisch auf den Hochspannungsleistungsschalter 12 einwirkt und auf diesen eine Schließ- bzw. Öffnungskraft F ausübt. Die hydraulische Betätigung der Kolben-Zylinder-Anordnung 16 erfolgt über ein zum Federspeicherantrieb gehörendes Hydrauliksystem, welches mindestens einen Hochdruckkanal 11 umfasst. Des Weiteren gehört zum Federspeicherantrieb ein Federspeicher 14, welcher in Fig. 1 als Spiralfeder dargestellt ist. Alternativ können auch andere Federarten Verwendung finden, wie beispielsweise Tellerfedern. Der Federspeicher 14 befindet sich hier in geladenem, d.h. in zusammengepresstem Zustand, wobei die Spiralfeder gegen eine feststehende Auflagefläche 15 gepresst ist.
  • Das Speichermodul der Fig. 1 enthält ein druckdichtes Gehäuse 1, einen in das Gehäuse 1 hineinragenden und in dem Gehäuse 1 axial (entlang seiner Längsachse A) beweglichen Speicherkolben 2, einen den Speicherkolben 2 axial führenden und das Gehäuse druckdicht verschließenden Verschlussdeckel 4, sowie zwei in das Gehäuse 1 eingebrachte Verbindungskanäle 5, 6 zur Beförderung eines zwischen innerer Wand 7 des Gehäuses und Kopf 3 des Speicherkolbens befindlichen, unter Hochdruck stehenden Fluids zu dem außerhalb des Gehäuses befindlichen Hochdruckkanal 11 des Federspeicherantriebs. Das Fluid ist bevorzugt Hydrauliköl. Am Kopf 3 des Speicherkolbens sind umlaufend insgesamt drei Druckentlastungsnuten 8 angebracht. Die drei Druckentlastungsnuten 8 verlaufen dabei in gleichem Abstand zueinander und mit gleicher geometrischer Ausgestaltung entlang der Umfangsrichtung des Kopfes 3 des Speicherkolbens.
  • In Fig. 1 zeigt die Spitze des Referenzpfeils der Referenznummer 7 nicht nur auf die innere Wand des Gehäuses 1 sondern gleichzeitig auf die innere Wand des Gehäusebodens. Da sich die Verbindungskanäle 5 und 6 in deutlicher Entfernung vom Gehäuseboden befinden, muss eine hydraulische Verbindung zu diesen hin vorgesehen sein, damit beim Hineinbewegen des Speicherkolbens 2 in das Gehäuse 1 das Fluid aus dem Raum zwischen innerer Wand 7 und Kopf 3 des Speicherkolbens entweichen kann. Zu diesem Zweck weist der Kopf 3 des Speicherkolbens eine Durchbohrung 9 auf, welche in T-Form ausgestaltet ist.
  • Am Umfang des Kopfes 3 des Speicherkolbens ist in Umfangsrichtung ein Führungsband 10 befestigt, welches aus PTFE (Polytetrafluorethylen) besteht und parallel zu den Druckentlastungsnuten 8 verläuft. Aufgrund der vorhandenen Druckentlastungsnuten 8 wird verhindert, dass sich Druckunterschiede innerhalb des Gehäuses 1 zwischen den oberhalb der Achse A und nahe der Verbindungskanäle 5, 6 befindlichen Zonen sowie den unterhalb der Achse A und damit auf der gegenüberliegenden Seite des Speicherkolbens 2 befindlichen Zonen ausbilden. Da somit die Druckverhältnisse diesseits und jenseits der Achse A ausgeglichen sind, wird der Kopf 3 des Speicherkolbens 2 nicht mehr aus der Mittellage gedrückt, so dass ein Verschleiß des Führungsbandes 10 vermieden wird.
  • Im Gegensatz zu Fig. 1 zeigt die Fig. 2 den Hochspannungsleistungsschalter 12 in geöffneter Stellung. Während des Öffnens des Hochspannungsleistungsschalters 12 wird der Federspeicher 14 entladen, um zusätzliche Öffnungsenergie bereitzustellen. Beim Entladen des Federspeichers 14 wird die Spiralfeder entspannt, wodurch der Speicherkolben 2 in das Gehäuse 1 hineinbewegt wird. Das unter Hochdruck stehende Fluid wird dabei durch die Durchbohrung 9 hindurch in Richtung Verbindungskanäle 5 und 6 bewegt und von dort in Richtung Hochdruckkanal 11 befördert, wo es so auf die Kolben-Zylinder-Anordnung 16 wirkt, dass der Öffnungsvorgang des Hochspannungsleistungsschalters 12 beschleunigt wird. In Fig. 2 ist das Speichermodul am Ende des Öffnungsvorgangs gezeigt, wenn der Kopf 3 des Speicherkolbens 2 an dem Gehäuseboden angelangt ist, d.h. wenn der Speicherkolben 2 vollständig in das Gehäuse 1 eingefahren ist.

Claims (11)

  1. Hydromechanischer Federspeicherantrieb mit einem Speichermodul, wobei der Federspeicherantrieb zur Betätigung eines Hochspannungsleistungsschalters (12) vorgesehen ist, und wobei das Speichermodul enthält:
    ein druckdichtes Gehäuse (1),
    einen in das Gehäuse (1) hineinragenden und in dem Gehäuse (1) axial beweglichen Speicherkolben (2),
    einen das Gehäuse druckdicht verschließenden Verschlussdeckel (4), und
    mindestens einen in das Gehäuse (1) eingebrachten Verbindungskanal (5, 6) zur Beförderung eines im Betrieb des Speichermoduls zwischen innerer Wand (7) des Gehäuses und Kopf (3) des Speicherkolbens (2) befindlichen, unter Hochdruck stehenden Fluids zu einem außerhalb des Gehäuses befindlichen Hochdruckkanal (11) des Federspeicherantriebs, dadurch gekennzeichnet, dass
    mindestens eine Druckentlastungsnut (8) am Kopf (3) des Speicherkolbens umlaufend angebracht ist.
  2. Federspeicherantrieb nach Anspruch 1, wobei mindestens zwei Druckentlastungsnuten (8) in gleichem Abstand zueinander und mit gleicher geometrischer Ausgestaltung in Umfangsrichtung des Kopfes des Speicherkolbens verlaufend in diesen eingebracht sind.
  3. Federspeicherantrieb nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Kopf (3) des Speicherkolbens mindestens eine Durchbohrung (9) aufweist, durch die das zwischen innerer Wand (7) des Gehäuses und Kopf (3) des Speicherkolbens befindliche Fluid zum Verbindungskanal (5, 6) fließen kann.
  4. Federspeicherantrieb nach Anspruch 1 oder 2, wobei auf der Außenseite des Kopfes (3) des Speicherkolbens Nuten oder Kerben angeordnet sind, durch die das zwischen innerer Wand (7) des Gehäuses und Kopf (3) des Speicherkolbens befindliche Fluid zum Verbindungskanal (5, 6) fließen kann.
  5. Federspeicherantrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei am Umfang des Kopfes (3) des Speicherkolbens ein Führungsband (10) befestigt ist.
  6. Federspeicherantrieb nach Anspruch 5, wobei das Führungsband (10) parallel zur mindestens einen Druckentlastungsnut (8) angeordnet ist.
  7. Federspeicherantrieb nach Anspruch 5, wobei das Führungsband (10) aus Polytetrafluorethylen besteht.
  8. Federspeicherantrieb nach Anspruch 5, wobei das Führungsband (10) bezüglich der mindestens einen Druckentlastungsnut (8) beim Einfahren des Speicherkolbens (2) in das Gehäuse (1) vorlaufend am Kopf (3) des Speicherkolbens angeordnet ist.
  9. Federspeicherantrieb nach Anspruch 5, wobei das Führungsband (10) bezüglich der mindestens einen Druckentlastungsnut (8) beim Einfahren des Speicherkolbens (2) in das Gehäuse (1) nachlaufend am Kopf (3) des Speicherkolbens angeordnet ist.
  10. Federspeicherantrieb nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Druckentlastungsnut (8) spiralförmig am Umfang des Kopfes (3) des Speicherkolbens angeordnet ist.
  11. Federspeicherantrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Verschlussdeckel (4) den Speicherkolben (2) axial führt.
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