专利名称：用于电气开关设备的液压传动装置的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种装置，用于电气开关设备的液压传动装置，该电气开关设备
带有功率开关及至少一个辅助开关，该液压传动装置由活塞-气缸-布置构成，其设计用于 操纵功率开关或其电气触点以及辅助开关。
背景技术：
总所周知，液压传动传动装置被应用于具有多个功率开关的电气开关设备，其部 分地与机械的弹簧式蓄能装置组合，该弹簧式蓄能装置后来被称为流体力学的弹簧式蓄能 传动装置。这样设计的传动装置通常通过差动活塞进行工作并且借助于可液压预控的液压 阀起到操纵相关功率开关或其电气触点的加载。 本实用新型基于AHMA和HMB型号的流体力学的弹簧式蓄能传动装置，其尤其使用 到高压开关设备中，以使得在不同的开关顺序上进行电气触点的操纵。这些开关顺序在次 级技术上进行控制，但是也可以在传动端上通过一个辅助开关进行封锁。 辅助开关由一系列触点构成，这些触点根据传动位置进行闭合和断开。 在所谓的C0-切换(C = close-触点闭合；0 = open-触点断开)中，在接通时已 经发送了用于切断信号的信号，其中相应的电流却通过辅助开关保持中断，直至传动装置 快速地到达接通位置。这种开关顺序也被称为"在存在的切断信号上的接通"并且在出现 短路故障时尤为重要。通过短时间重新的接通从其他故障中选出电弧影响下的短路。 用于运动翻转的这种被控制的传动所需要的时间间隔(所谓的CO时间)对于一 些开关设备来说还是很短的，以便于在开关端起到一种规则接通的作用。因此这些时间要 延长。然而，切断在此不会不涉及到之前的接通。在此，必要条件是，要限定在接通结束和 切断开始之间的时间。 对于这些问题还没有提供电气或电子的解决方案。 在DE 10 2006 058 042中说明了第一解决方案，但该方案到目前为此仅仅不完 全地解决该技术问题，该方案设计一种用于电气开关设备的液压传动装置，该开关设备具 有多个带有一个液压-电气延迟机构的功率开关，该液压-电气延迟机构掩盖了在接通结 束和切断开始之间的时间间隔。由此随之要提供延迟机构运动时间的延长，因此在运动速 度中的相对偏差将导致与CO时间的偏差不成比例。 另外，基于差动活塞的急剧延迟的运动(尤其在低温下)，在孔径中的一种局部层 流存在于纯涡流的位置上，其有可能将优化一种大约限定的延迟。这将会导致极其依赖于 温度的CO时间，从而延迟机构的使用范围相应地要被限制。
实用新型内容出于现有技术，本实用新型的目的在于强化一种开头所述类型的液压传动装置，
即避免了前面提到的缺点并且以一种特定的方式保证了对应的功率开关的开关操纵。 为实现该目的，根据本实用新型相应地设计出一种用于液压传动装置的装置，该装置由预控装置、液压延迟机构以及至少一个3/2换向阀，它们彼此形成液体连接并且都 被液压液体流过，其中预控装置与3/2换向阀一同促成液压延迟机构的液压控制。 在本实用新型的优选改进方案中，预控装置具有多个预控阀，该每个预控阀设置 用于对应的功率开关的电气触点的"断开"和"闭合"，该预控装置在3/2换向阀的过渡切换 下这样加载于液压延迟机构，即所对应的功率开关被加载到各个预设的开关位置中。 根据优选的实施例，液压延迟机构设置在一个壳体中并且具有至少两个伺服活 塞，这些伺服活塞通过液压液体来加载，其中本实用新型相应地将液压油设置为液压液体。 延迟机构设计为特有组件，以便于可以在需要的情况下作为额外的功能单元与3/2换向阀 连接。 同时，3/2换向阀也设置在一个壳体中并且也具有伺服活塞。 相应的优选设计方案，3/2换向阀也可以与延迟机构共同设置在一个共用的壳体 中。 根据本实用新型以有利的方式设计出，至少一个设置在延迟机构中的伺服活塞被 设计为差动活塞。但是根据一个优选的实施例，设置在3/2换向阀中的伺服活塞也被设计 为差动活塞。 本实用新型的相应优选设计方案，延迟机构具有一个延迟活塞、一个操纵活塞和 一个复位活塞，它们通过液体管道彼此形成有效连接。此外，操纵活塞还可以匹配一个分流 阀，该分流阀也安装在壳体中。 有利的是，在根据本实用新型的用于液压传动装置的装置中，在延迟机构的壳体 中复位活塞平行于延迟活塞设置。可选地，复位活塞也可以与延迟活塞同中心地设置，这将 有利于，在壳体中仅需要一个主钻孔，其中液体管道在壳体中的布置也许要比在复位活塞 的平行布置中复杂。 相应地，延迟机构的有利设计方案设计出，延迟活塞的调节行程在一侧通过行程 限制器限制。在此，行程调节螺栓优选设置为用于延迟活塞的行程限制器，该行程调节螺栓 在操作中通过对应螺距的旋转来在轴向上移动。 根据一个特别有利的设计方案，行程调节螺栓具有两个不同螺距的螺纹，以使得 可以这样借助于行程调节螺栓实现延迟活塞行程的粗调和微调。 根据本实用新型的液压传动装置的另一特点设置有弹簧装置，其用作影响延迟活 塞的运动走向的延迟弹簧。 本实用新型的一个重要特征在于，弹簧装置的调整力在较宽行程范围上是恒定 的，从而延迟活塞的运动走向有利地也是恒定的。由此而特别实现了，设置为延迟弹簧的弹 簧装置通过至少一个具有递减特征曲线的板簧构成，该特征曲线促成了弹簧装置在较宽行 程范围上恒定的调整力。 在本实用新型的另一设计方案中有利地设计，设置有另一复位活塞用于解除在延
迟机构中的延迟功能，也就是为了明确液压技术成本，可以有利地，在此对于通过根据本实
用新型的液压传动装置加载的功率开关或开关设备设置有一个复位活塞。 根据本实用新型的液压传动装置还具有特点，即伺服活塞分别这样设置在延迟机
构或3/2换向阀的壳体中，即从外避免了密封液体高压的动态密封。 换句话说，这将表示，液压液体仅在延迟活塞和复位活塞以及伺服活塞的加载时在3/2换向阀中处于高压下。这些功能组件也都设置在相关的壳体中，这就表示，它们在其 中运动，而对应的气缸腔室不需要外部连接，从而也不需要动态密封。 —个液体箱用于提供压力液体，液压液体从该液体箱中通过一个相应的泵装置抽
取并且输送给各个功能组件的各个伺服活塞。对于管道或液体管道以及液体箱的密封不需
要动态密封。此外，其中存在的压力水平实际上要低于用于加载所要求的伺服活塞。因此，
根据本实用新型始终在内部要相对于液体箱中的压力进行高压密封，该液体箱随之仅相对
于环境压力进行密封。通过这种方式避免了外部渗漏，也就是油流到外面。 根据本实用新型用于液压传动装置的装置的另一优点是延迟机构的整体构造，在
该延迟机构中孔径没有集成到其他构件中，例如作为轴衬或模块中的钻孔。因此延迟机构
的动作可以根据使用者的要求进行相应的配置。本实用新型的这些优点和其他有利的设计
方案和改进方案在从属权利要求中给出。
本实用新型、本实用新型的有利设计方案和改进方案以及本实用新型的特别的优 点将根据在附图中示出的实施例来详细描述和说明。 唯一的附图示出了根据本实用新型的用于液压传动装置的装置的线路布局的电 路图，该装置由预控装置、液压延迟机构以及3/2换向阀构成。
具体实施方式唯一的附图一示意图示出了根据本实用新型的用于液压传动装置的装置10的线 路布局，该装置由预控装置12、液压延迟机构14以及3/2换向阀16构成。同样从属于液压 传动装置10的组件中未示出的有一个液体箱以及一个泵装置，该泵装置用于为3/2换向阀 以及延迟机构14供应液体或进行压力加载，该延迟机构用于操纵电气开关设备(在此未示 出)。 所谓的功能组件，预控装置12、液压延迟机构14以及3/2换向阀16分别通过虚线 来表示。它们优选分别安装在单独的壳体18、20、22中，这些壳体在形状上相互协调并且可 以以简单的方式组合在一起。 预控装置12基本上具有一个"开启"预控阀24和一个"关闭"预控阀26，分别用 于开启和关闭电气开关设备，液压传动装置10设置用于加载于该电气开关设备。 用于延迟机构的多部分壳体20以具有不同横截面的长形孔容纳延迟活塞28，其 被设计为差动活塞并且在一侧上通过活塞杆30与操纵活塞34 —同工作，该活塞杆通过起 到延迟弹簧作用的弹簧装置32加载。 为了操纵延迟活塞28，其两侧的工作室36、38通过液体管道40、42、44与预控装 置12或预控阀24、26连接，其中在延迟孔径37的过渡切换下具有两个工作室36、38的液 体连接。 可以通过活塞杆30加载的操纵活塞34在液体技术上通过控制管道46始终与"关 闭"预控阀26进行连接，并且通过分流阀48和液体管道50与工作室36、38连接且通过复 位管道52与复位活塞54连接。 延迟活塞28的相对侧也具有活塞杆36，其与可调节的行程限制器38 —同工作。
6[0037] 在所示实施例中，平行于延迟活塞28设置有前述也设计为差动活塞的复位活塞 54，其具有位于差动活塞54两侧上的工作室56、58。 所述复位管道52与工作室56连接，而工作室58 —端与"开启"预控阀24连接且 另一端与3/2换向阀16连接。 3/2换向阀16也具有一个两侧一体成型有活塞杆62、64的差动活塞60，这些活塞 杆分别与活塞66、68连接。 差动活塞60的两侧也设置有工作室70、72，其一方面与三个可依次区别连接的液 体管道T、 Z、 P连接并且另一方面分别也可选择性地进行区别连接，即通过压力管道74与 "开启"预控阀24连接并且通过油箱管道76与"关闭"预控阀26连接。 具有集成的阀孔径78的另一接口使得3/2换向阀16通过预控管道80与延迟机 构14连接。 —个由活塞66加载到工作室82通过中央钻孔84与工作室72并且与压力管道74
和液体管道P连接，该中央钻孔穿过活塞66、活塞杆62且部分穿过活塞杆64。 接下来将详细描述和说明根据本实用新型用于液压传动装置的装置10的作用方式。 在所示实施例中，用于液压传动装置的装置IO，其带有加载液体的管道和工作室
(其常设连接)以及用于液压传动装置液体的压力蓄能装置，它们都通过深色的阴影部分
表示。所有其他的管道在该布局中与液体箱连接并由此而以浅色阴影表示。 在唯一附图中示出了线路布局在运行状态"关闭"时的静止位置，也就是说，用于
液压传动装置的装置的这种位置上未示出的开关设备是关闭的。 在开关设备运行时会发生以下负荷情况，其将呼出下列开关情况 开启 开启预控阀18通过压力管道74与预控管道80连接。因此，在预控管道80中的 压力将上升到一部分的系统压力上，该系统压力相对于3/2换向阀用于其转换的作用面的 设计所需要的。3/2换向阀进行操纵，油箱管道和工作管道之间的连接将闭合并且压力管道 和工作管道之间的连接将断开，由此实现传动的开启。 同时，延迟活塞28在行程限制器33 (行程调节螺栓)的方向上运动。这种运动也 可以通过延迟弹簧32来支持。在此，为了开始运动，操纵活塞34去负载并且分流阀48关 闭。在延迟活塞28运动时，液体要从工作室38中挤出。这些液体的一部分通过延迟孔径 36流入到预控管道80中，而其他部分流入到工作室56中，由此复位活塞54也进行运动。 在延迟活塞28实现行程限制器33之后，复位活塞54从预控管道80中运动出。如 果传动运动结束后"开启"预控阀24被关闭，则预控管道80通过阀孔径78供应液体，从而 复位活塞54可以持续一直运动到压力端的止挡。 —旦复位活塞54到达压力端的止挡，延迟活塞28又在分流阀48的方向上运动， 直至操纵活塞34被偏压并分流阀48开启。因此延迟功能在某个时间之后被解除。
CO切换 如果在复位活塞54运动时还实现了关闭，延迟机构14的控制管道46通过"关闭" 预控阀与油箱管道76连接。预控管道80本身仅通过延迟孔径47与延迟机构14的控制管 道46和油箱管道76连接。对应于延迟活塞28上的面积比例，预控管道80中的压力保持在复位管道52中的压力之上且在蓄能装置压力之下。在延迟机构的正确设计中，也就是两 个活塞28、54和延迟弹簧32的面积比例中，预控管道80中的压力要处于使3/2换向阀16 在压力管道74上运动时所需的压力之上，也就是说，在该运动阶段中，3/2换向阀16还未接 通。因为预控管道80中的压力处于延迟机构14的控制管道46的压力及复位管道52中压 力之上，所以液体从工作室36中被挤出并且延迟活塞28在分流阀48的方向上运动。通过 孔径直径的选择可以调整延迟活塞28的速度。另外，延迟活塞28的运动可以通过延迟弹 簧32变缓。联系操纵活塞34，其将操纵分流阀48，由此预控管道80与延迟机构14的控制 管道46连接并且预控管道80中的压力将下降。目前3/2换向阀16可以进行转换，也就是 说，压力管道74与工作管道Z分离并且工作管道Z与油箱管道76连接。传动装置10由此 而实现延迟的关闭。
关闭 如果根据延迟机构14的解除功能而实现关闭，如在开启中说明的，则3/2换向阀 16在开启的分流阀48中被直接控制并且传动装置10实现未延迟的关闭。在这种情况下， 延迟机构14的控制管道46和预控管道80都与油箱管道76连接。液体通过延迟孔径37 从工作室56中流出并且复位活塞54运动到描绘的初始位置。 为了清楚地说明根据本实用新型的用于液压传动装置的装置与通过其加载的开 关设备的相互关系，在下文中将继续描述。 3/2换向阀16以及预控装置12都分别是液压弹簧式蓄能传动装置的构件，其用于 控制开关设备，例如HMB-4/8。预控阀24、26本身分别被电控制。另外，根据本实用新型现 设有延迟机构14，其与预控装置12和3/2换向阀16共同构成根据本实用新型的用于液压 传动装置的装置。 如果开启预控阀24接通，则其使得蓄能装置72与预控管道80连接。基于面积比 例，3/2换向阀的活塞84以开启方向运动，也就是说，从Z到T的连接分离并且从P到Z的 连接开启。 因此，传动装置10的Z管道中的压力上升并且活塞杆进行运动，也就是说，开关设 备将开启。在开始接通之后，预控阀24通过辅助开关又结束控制。预控管道中的压力随之 通过支撑孔径78保持在限定的水平上。 在关闭时，关闭预控阀26被控制并且预控管道80与油箱连接。活塞84在关闭方 向上运动，P管道与Z管道分来并且T管道和Z管道连接。因此，Z管道中的压力下降并且 传动装置实现关闭。在此，在唯一的附图所包含的位置上中涉及到标识"P、T、Z"。附图标记列表[0062]10液压传动装置12预控装置14延迟机构163/2换向阀18用于预控装置的壳体20用于延迟机构的壳体22用于3/2换向阀的壳体24开启预控阀[0070]26关闭预控阀28延迟活塞30活塞杆31活塞杆32弹簧装置(延迟弹簧)33行程限制器(行程限制螺栓)34操纵活塞36工作室1 (延迟活塞)37延迟孔径38工作室2 (延迟活塞)40液体管道142液体管道244液体管道346延迟机构的控制管道47压力保持孔径48分流阀50液体管道52复位管道54复位活塞56工作室3(复位活塞)58工作室(复位活塞)60差动活塞(3/2换向阀)62活塞杆(3/2换向阀)64活塞杆(3/2换向阀)66活塞(3/2换向阀)68活塞(3/2换向阀)70工作室(3/2换向阀)72工作室(3/2换向阀)74压力管道76油箱管道78阀孔径80预控管道82工作室84中央钻孔86工作管道
权利要求一种装置，用于电气开关设备的液压传动装置(10)，所述电气开关设备带有功率开关及至少一个辅助开关，所述液压传动装置由活塞-气缸-布置构成，其设计用于操纵所述功率开关或其电气触点以及所述辅助开关，其特征在于，所述用于液压传动装置(10)的装置由预控装置(12)、液压延迟机构(14)以及至少一个3/2换向阀(16)，它们彼此形成液体连接并且都被液压液体流过，其中所述预控装置(12)与3/2换向阀(16)一同促成所述液压延迟机构(14)的液压控制。
2. 根据权利要求l所述的装置，其特征在于，所述预控装置具有多个预控阀(24、26)， 所述每个预控阀设置用于对应的功率开关的电气触点的"断开"和"闭合"，所述预控装置在 所述3/2换向阀(16)的过渡切换下这样加载于所述液压延迟机构，即所对应的功率开关被 加载到各个预设的开关位置中。
3. 根据权利要求l所述的装置，其特征在于，所述液压延迟机构(14)设置在一个壳体 中并且具有至少两个伺服活塞(28、34)，所述这些伺服活塞通过液压液体来加载。
4. 根据权利要求l所述的装置，其特征在于，所述3/2换向阀(16)也设置在一个壳体 中并且也具有一个伺服活塞(66)。
5. 根据权利要求l所述的装置，其特征在于，所述3/2换向阀(16)与所述延迟机构 (14)共同设置在一个共用的壳体中。
6. 根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述至少一个伺服活塞(28、34、54、66、 68)被设计为差动活塞。
7. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，液压油被设置为所述液压液体。
8. 根据权利要求l所述的装置，其特征在于，所述延迟机构(14)具有一个延迟活塞 (28)、一个操纵活塞(34)和一个复位活塞(54)，它们通过液体管道彼此形成有效连接。
9. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述复位活塞平行于延迟活塞(28)设置。
10. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述复位活塞与延迟活塞(28)同中心地 设置。
11. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述延迟活塞(28)的调节行程在一侧通 过行程限制器(33)限制。
12. 根据权利要求11所述的装置，其特征在于，行程调节螺栓设置作为用于所述延迟 活塞(28)的所述行程限制器(33)，所述行程调节螺栓在操作中通过对应螺距的旋转来在 轴向上移动。
13. 根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述行程调节螺栓(33)具有两个以实 现粗调和微调的不同螺距的螺纹。
14. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，弹簧装置(32)被设置为用于影响所述延 迟活塞(28)的运动走向的延迟弹簧。
15. 根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述弹簧装置(32)的调整力在较宽行 程范围上是恒定的。
16. 根据权利要求14所述的装置，其特征在于，设置为所述延迟弹簧的弹簧装置(32) 通过至少一个具有递减特征曲线的板簧构成，所述特征曲线促成了所述弹簧装置在较宽行 程范围上恒定的调整力。
17. 根据权利要求l所述的装置，其特征在于，另一复位活塞(54)设置用于解除在所述延迟机构(14)中的延迟功能。
18.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述伺服活塞(28、34、54、66、68)分别这 样设置在所述延迟机构(14)或所述3/2换向阀(16)的壳体中，即从外避免了密封液体高 压的动态密封。
专利摘要本实用新型涉及一种装置，用于电气开关设备的液压传动装置(10)，该电气开关设备带有功率开关及至少一个辅助开关，该液压传动装置由活塞-气缸-布置构成，其设计用于操纵功率开关或其电气触点以及辅助开关，其中，所述用于液压传动装置(10)的装置由预控装置(12)、液压延迟机构(14)以及至少一个3/2换向阀(16)，它们彼此形成液体连接并且都被液压液体流过，其中预控装置(12)与3/2换向阀(16)一同促成液压延迟机构(14)的液压控制。
文档编号F15B11/036GK201540835SQ20092015038
公开日2010年8月4日 申请日期2009年5月25日 优先权日2008年12月9日
发明者亨里克·洛博格 申请人:Abb技术股份有限公司