-
Die
Erfindung bezieht sich auf eine Schalteinrichtung mit den Merkmalen
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
-
Schalteinrichtungen
werden beispielsweise durch elektrische Relais gebildet. Bei diesen
Relais sind zwei elektrische Schaltkontakte vorhanden, von denen
zumindest einer mit einem Stellelement in Verbindung steht. In einer
ersten Stellposition bringt das Stellelement die Schaltkontakte
elektrisch miteinander in Kontakt, wodurch beispielsweise ein die
beiden Schaltkontakte einschließender
Stromkreis geschlossen wird. In einer zweiten Stellposition werden die
beiden Schaltkontakte elektrisch voneinander getrennt, wodurch der
Stromkreis unterbrochen wird. Herkömmliche Relais weisen beispielsweise
einen elektromagnetischen Antrieb in Form einer Spule mit magnetisierbarem
Kern – in
der Regel einem Eisenkern – auf;
mit der Spule wird das Stellelement von der ersten Stellposition
in die zweite Stellposition und umgekehrt bewegt. Nachteilig bei
Schalteinrichtungen auf der Basis von Spulen ist das relativ große Gewicht
der Spulen sowie die Tatsache, dass Spulen nicht sehr kostengünstig herstellbar
sind; denn sie benötigen
relativ große
Mengen an teuren Grundmaterialien wie Kupfer und Eisen.
-
-
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schalteinrichtung
anzugeben, die sich besonders einfach und kostengünstig herstellen lässt.
-
Diese
Aufgabe wird ausgehend von einer Schalteinrichtung der eingangs
angegebenen Art erfindungsgemäß durch
die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung sind
in Unteransprüchen
angegeben.
-
Ein
wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung ist in
deren geringem Gewicht zu sehen. Schwere Spulen mit schweren Spulenkernen
sind bei der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung
nicht nötig,
da das Stellelement stattdessen von einem Polymerantrieb bewegt
wird. Polymerantriebe sind auf einem völlig anderen Gebiet der Technik
bereits für
sich bekannt; erwähnt
sei in diesem Zusammenhang die Veröffentlichung „Multifunctional
electroelastomer rolls and their application for biomimetic walking
robots" (Qibing
Pei, Ron Pelrine, Scott Stanford, Roy Kornbluh, Marcus Rosenthal,
Kenneth Meijer, Robert Full; Proceedings of SPIE Volume 5051, veröffentlicht
7/2003).
-
Ein
weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung besteht
in deren geringen Herstellungskosten, da anstelle von Kupferspulen
und Eisenkernen – wie
sie bei herkömmlichen Relais
eingesetzt werden – relativ
kostengünstiges Polymermaterial
als aktives Grundmaterial verwendet wird.
-
Erfindungsgemäß weist
der Polymerantrieb zumindest zwei parallel angeordnete Kondensatorplatten
auf, zwischen denen ein elastisches Dielektrikum aus Polymermaterial
angeordnet ist. Die Funktionsweise eines solchen Polymerantriebs
beruht darauf, dass die Kondensatorplatten bei Anlegen einer elektrischen
Spannung aufgrund des sich ausbildenden elektrischen Feldes zueinander
gezogen werden und dabei das zwischen ihnen angeordnete elastische
Polymermaterial zusammenpressen. Die Bewegung einer der beiden Kondensatorplatten
wird auf das Stellelement übertragen,
das dementsprechend mechanisch verstellt bzw. „angetrieben" wird.
-
Um
einen möglichst
großen
Stellweg des Stellelements zu erreichen, beispielsweise um die Schaltkontakte
ausreichend mechanisch zu trennen und Lichtbögen zwischen den Schaltkontakten
zu vermeiden, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn der Polymerantrieb
eine Vielzahl an parallel angeordneten Kondensatorplatten aufweist,
zwischen denen jeweils ein elastisches Dielektrikum angeordnet ist; durch
die Vielzahl an Kondensatorplatten und Polymerschichten wird der
Stellweg des Polymerantriebs und damit der Stellweg des Stellelements
vervielfacht. Ein solches Schichtpaket bestehend aus einer Vielzahl
an Kondensatorplatten und Polymerschichten soll nachfolgend auch
als Polymer-Stapelaktor bezeichnet werden. Unter dem Begriff „Aktor" ist allgemein ein
Stellglied zu verstehen, das elektrisch angesteuert wird und als
Ausgangsgröße eine
mechanische Bewegung ausführt.
Mit dem beschriebenen Polymer-Stapelaktor
lassen sich Stellwege von 4 mm und mehr ohne weiteres erreichen.
-
Vorzugsweise
sind die Kondensatorplatten plan, um besonders platzsparend Kondensatorplatten-Stapel
bilden zu können;
außerdem
ermöglichen plane
Kondensatorplatten einen besonders großen Stellweg in Richtung senkrecht
zur Oberfläche
der Kondensatorplatten.
-
Bevorzugt
weist die Schalteinrichtung bzw. der Polymerantrieb eine Feder auf,
die eine Federkraft in Richtung der ersten oder zweiten Stellposition ausübt. Die
Feder stellt somit sicher, dass eine definierte Ausgangsposition
bzw. Grundposition erreicht wird, wenn der Polymerantrieb ausgeschaltet
wird. Außerdem
kann mittels der Feder die Kontaktkraft zwischen dem Stellelement
und den Schaltkontakten erhöht
werden, um die Kontaktierung zu verbessern.
-
Gemäß einer
besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Schalteinrichtung ist
vorgesehen, dass eine Federkrafteinstelleinrichtung vorhanden ist,
mit der sich die Federkraft der Feder nachjustieren lässt. Mit
einer solchen Federkrafteinstelleinrichtung lässt sich beispielsweise festlegen,
mit welcher mechanischen Kraft die Kondensatorplatten des Polymerantriebs
in ihrer Grundstellung bzw. im inaktiven Zustand des Polymerantriebs
zusammengedrückt
werden sollen. Die Federkrafteinstelleinrichtung ermöglicht es
unter anderem auch, im Rahmen von Wartungs- oder Servicearbeiten
die Federkraft nachzujustieren, wenn alterungsbedingt oder verschleißbedingt
andere Federkräfte
als ursprünglich erforderlich
werden.
-
Vorzugsweise
bildet eine der Kondensatorplatten eine Anschlussplatte, die mit
dem Stellelement unmittelbar oder mittelbar über sonstige mechanische Einrichtungen – z. B.
Getriebe etc. – in Verbindung
steht. Alternativ kann auch eine separate Anschlussplatte vorhanden
sein.
-
Bevorzugt
ist eine Längsrichtung
des Stellelements senkrecht zur Anschlussplatte angeordnet, um einen
maximalen Stellweg zu erreichen.
-
Die
Federkraft der bereits erwähnten
Feder ist vorzugsweise senkrecht zu den Kondensatorplatten und/oder
parallel zur Be wegungsrichtung der Kondensatorplatten und zur Bewegungsrichtung
der Anschlussplatte ausgerichtet. Bevorzugt spannt die Feder das
Kondensatorplatten-Paket vor, indem sie es partiell zusammendrückt.
-
Zwischen
der Anschlussplatte und dem Stellelement kann beispielsweise eine
Justageeinrichtung angeordnet sein, mit der sich die relative Lage zwischen
der Anschlussplatte und dem Stellelement einstellen lässt. Auch
kann zwischen der Anschlussplatte und dem Stellelement eine Bewegungsänderungseinrichtung
angeordnet sein, mit der sich die Bewegungsrichtung der Anschlussplatte
relativ zur Bewegungsrichtung des Stellelements ändern lässt. Die Bewegungsänderungseinrichtung
kann beispielsweise eine Bewegungsumkehreinrichtung sein, mit der
sich die Bewegungsrichtung der Anschlussplatte relativ zur Bewegungsrichtung
des Stellelements umkehren lässt.
-
Die
Schalteinrichtung bildet vorzugsweise ein eisenbahntechnisches Schaltwerk
oder einen Bestandteil davon. Darüber hinaus kann die Schalteinrichtung
auch zum Beispiel bei Modelleisenbahnen als Schaltwerk eingesetzt
werden.
-
Die
Erfindung bezieht sich außerdem
auf einen Polymerantrieb mit zumindest zwei Kondensatorplatten,
zwischen denen ein elastisches Dielektrikum angeordnet ist, einer
Feder sowie einer Anschlussplatte zum Anschluss eines Stellelements.
-
Ein
solcher Polymerantrieb ist in der bereits oben erwähnten Schrift „Multifunctional
electroelastomer rolls and their application for biomimetic walking
robots" beschrieben.
-
Um
bei einem solchen Polymerantrieb zu erreichen, dass er ausreichende
Stellwege insbesondere für
Schalteranwendungen bereitstellt und sich gleichzeitig einfach und
kostengünstig fertigen
lässt, ist
erfindungsgemäß vorgesehen,
dass die zumindest zwei Kondensatorplatten parallel angeordnet sind
und die Federkraft der Feder eine die zwei Kondensatorplatten zusammendrückende Kraft
ausübt, wobei
zwischen den zumindest zwei parallel angeordneten Kondensatorplatten
das elastische Dielektrikum derart angeordnet ist, dass die Kondensatorplatten
bei Anlegen einer elektrischen Spannung aufgrund des sich ausbildenden
elektrischen Feldes zueinander gezogen werden und dabei das zwischen ihnen
angeordnete elastische Polymermaterial zusammenpressen.
-
Ein
wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Antriebs ist darin zu sehen,
dass dieser einen sehr einfachen Aufbau, dementsprechend geringe Montagekosten
und dennoch einen sehr großen Stellweg
aufweist.
-
Beispielsweise
bildet eine der Kondensatorplatten die Anschlussplatte.
-
Vorzugsweise
weist der Polymerantrieb eine Federkrafteinstelleinrichtung auf,
mit der sich die Federkraft der Feder nachjustieren lässt. Mit
einer solchen Federkrafteinstelleinrichtung lässt sich beispielsweise die
Grundstellung des Stellelements auch noch nachträglich, also nach Abschluss
des Herstellungsprozesses des Antriebs beispielsweise im Rahmen
von Wartungs- oder Reparaturarbeiten, nachregulieren oder korrigieren.
-
Bevorzugt
ist eine Längsrichtung
des Stellelements senkrecht zur Anschlussplatte angeordnet. Besonders
bevorzugt ist die Federkraft der Feder senkrecht zur Ebene der Kondensatorplatten und/oder
parallel zur Bewegungsrichtung der Kondensatorplatten und parallel
zur Bewegungsrichtung der Anschlussplatte ausgerichtet.
-
Bezüglich weiterer
vorteilhafter Ausgestaltungen sowie bezüglich der Vorteile des Polymerantriebs
sei auf die obigen Ausführungen
im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung verwiesen,
da die Vorteile der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung den Vorteilen des erfindungsgemäßen Polymerantriebs
weitgehend entsprechen.
-
Die
Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele beschrieben.
Dabei zeigen
-
1 ein
erstes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Schalteinrichtung,
bei der ein Stellelement in einer ersten Stellposition steht,
-
2 das
Ausführungsbeispiel
gemäß 1,
wobei das Stellelement in einer zweiten Stellposition steht, und
-
3 ein
zweites Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Schalteinrichtung
mit einer Bewegungsumkehreinrichtung.
-
In
den 1 bis 3 werden für identische oder vergleichbare
Komponenten dieselben Bezugszeichen verwendet.
-
In
der 1 erkennt man eine Schalteinrichtung 10,
die mit einer Vielzahl an Schaltkontakten ausgestattet ist. Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß der 1 weist
die Schalteinrichtung 10 insgesamt 16 Schaltkontakte
auf, von denen vier mit den Bezugszeichen 20, 30, 40 und 50 bezeichnet
sind; die Funktionsweise der Schalteinrichtung 10 wird nachfolgend
anhand dieser Schaltkontakte 20 bis 50 beispielhaft
erläutert,
wobei die Erläuterungen
für die übrigen,
nicht mit Bezugszeichen versehenen Schaltkontakte in entsprechender
Weise Gültigkeit
haben. Um eine Redundanz der Schaltkontakte zu erreichen, können diese
in Gruppen – beispielsweise
in 4er-Gruppen parallel geschaltet sein; insbesondere bei einer
eisenbahntechnischen Anwendung der Schalteinrichtung 10 als „Eisen bahnschaltwerk" ist eine solche
Schaltkontakt-Redundanz aus Sicherheitsgründen empfehlenswert.
-
Die
Schalteinrichtung 10 umfasst darüber hinaus ein Stellelement 60,
das mit insgesamt sechs Kontaktstiften ausgestattet ist. Einer dieser
Kontaktstifte ist in der 1 mit dem Bezugszeichen 70 bezeichnet.
-
Das
Stellelement 60 ist über
eine Justageeinrichtung 80, die ein Hilfsstellelement 90 sowie
eine Abstand-Verstelleinrichtung 100 umfasst, an einen Polymerantrieb 110 angeschlossen.
Der Polymerantrieb 110 weist eine Vielzahl an Kondensatorplatten 120a und 120b auf,
die voneinander durch Schichten 130 aus einem elastischen
Polymermaterial getrennt sind. Die elastischen Polymerschichten 130 sind elektrisch
nicht leitend, so dass die Kondensatorplatten 120a und 120b zusammen
mit den Polymerschichten 130 ein Polymerstapelaktor 140 bilden.
-
Die
Kondensatorplatten 120a und 120b des Polymerstapelaktors 140 sind
elektrisch derart miteinander verbunden bzw. verdrahtet", dass bei einem Anlegen
einer äußeren elektrischen
Umstellspannung alle Schichtkondensatoren, die durch jeweils zwei
benachbarte Kondensatorplatten 120a und 120b und
die dazwischen befindliche Polymerschicht 130 gebildet
sind, zusammengezogen werden. Um ein solches Zusammenziehen der
Kondensatorplatten zu erreichen, werden beispielsweise die in der 1 mit
dem Bezugszeichen 120a bezeichneten Kondensatorplatten
an die Umstellspannung und die übrigen
Kondensatorplatten an Massepotential angeschlossen.
-
Die
in der 1 unterste Kondensatorplatte bildet eine Anschlussplatte 150 des
Polymerstapelaktors 140; an diese Anschlussplatte 150 ist
das Hilfsstellelement 90 der Justage einrichtung 80 angeschlossen,
und zwar derart, dass die Längsrichtung des
Hilfsstellelements 90 im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der
Anschlussplatte 150 ausgerichtet ist. Das Stellelement 60,
das mit der Justageeinrichtung 80 verbunden ist, ist ebenfalls
derart ausgerichtet, dass es mit seiner Längsrichtung im Wesentlichen
senkrecht zur Oberfläche
der Anschlussplatte 150 steht.
-
Die
Funktion der Justageeinrichtung 80 besteht darin, den Abstand
zwischen dem Stellelement 60 und dem Hilfsstellelement 90 der
Justageeinrichtung 80 in Z-Richtung nachjustieren zu können, um die
relative Lage des Kontaktstifts 70 relativ zu den Schaltkontakten 20, 30, 40 bzw. 50 unabhängig von der
Position der Anschlussplatte 150 einstellen zu können.
-
In
der 1 ist darüber
hinaus ersichtlich, dass der Polymerstapelaktor 140 mit
seiner in der 1 obersten Polymerschicht 130 unmittelbar
an einer Befestigungsplatte 200 der Schalteinrichtung 10 befestigt
ist. Die Befestigungsplatte 200 ist Bestandteil eines Gehäuses 210 der
Schalteinrichtung 10.
-
Alternativ
könnte
zwischen der obersten Polymerschicht 130 und der Befestigungsplatte 200 auch
noch eine weitere Kondensatorplatte angeordnet sein; dies wäre beispielsweise
vorteilhaft, wenn die Befestigungsplatte 200 aus nichtleitendem
Material besteht, weil sich durch eine weitere Kondensatorplatte
nämlich
noch ein weiterer Kondensator bilden ließe.
-
An
der Befestigungsplatte 200 ist nicht nur der Polymerstapelaktor 140,
sondern darüber
hinaus auch eine Federkrafteinstelleinrichtung 220 angebracht.
Die Federkrafteinstelleinrichtung steht mit zwei Federn 230 in
Verbindung, die jeweils mit ihrem einen Ende 240 an der
Befestigungsplatte 200 befes tigt sind. Die Federn 230 sind
dabei an der Befestigungsplatte 200 derart angebracht,
dass sie entlang der Z-Richtung von außen bewegt werden können. Beispielsweise
ist das Ende 240 der beiden Federn 230 jeweils über ein
Gewinde 250 und ein Justierelement 260 an der
Befestigungsplatte 200 derart angeschraubt, dass von außen durch
Drehen am Justierelement 260 die jeweilige Feder 230 entlang
der Z-Richtung oder entgegen der Z-Richtung verschoben und damit
ver- oder entspannt werden kann.
-
Die
beiden Federn 230 stehen jeweils mit einem Rollbügel 270 in
Verbindung, der mit einem Bügelelement 280 auf
der Anschlussplatte 150 des Polymerstapelaktors 140 aufliegt.
Die beiden Federn 230 werden mit den Justierelementen 260 derart
vorgespannt, dass der Rollbügel 270 die
Anschlussplatte 150 entlang der Z-Richtung nach oben drückt. Hierfür werden
die beiden Federn 230 durch das Justierelement 260 unter
eine Zugspannung gesetzt, so dass das Bügelelement 280 der
beiden Rollbügel 270 auf
die Anschlussplatte 250 eine Druckkraft entlang der Z-Richtung
ausübt.
-
In
der in 1 dargestellten Stellposition des Stellelementes 60 verbindet
der Kontaktstift 70 die beiden Schaltkontakte 20 und 30,
da er auf beiden Schaltkontakten 20 und 30 aufliegt.
Um einen sicheren elektrischen Kontakt zwischen den beiden Schaltkontakten 20 und 30 zu
ermöglichen,
sind die beiden Schaltkontakte 20 und 30 jeweils über Federbügel 300 federnd
gelagert. Die Federbügel 300 ermöglichen
eine gewisse Federung der Schaltkontakte 20 und 30,
so dass gewisse Toleranzen in der Stellposition des Kontaktstifts 70 bzw.
des Stellelementes 60 ausgeglichen werden können.
-
In
der 2 ist eine zweite Stellposition des Stellelementes 60 dargestellt.
Die zweite Stellposition des Stellelemen tes 60 unterscheidet
sich von der ersten Stellposition gemäß 1 darin,
dass das Stellelement 60 um einen Stellweg ΔZ entlang
der Z-Richtung nach oben verschoben worden ist. In dieser zweiten
Stellposition verbindet der Kontaktstift 70 die beiden
Schaltkontakte 40 und 50 miteinander, die ebenfalls über Federbügel 300 federnd
gelagert sind. Die elektrische Verbindung zwischen den beiden Schaltkontakten 20 und 30 ist
in dieser zweiten Stellposition des Stellelementes 60 unterbrochen.
Bei der Schalteinrichtung 10 gemäß den 1 und 2 verbindet
der Kontaktstift 70 somit wahlweise die beiden Schaltkontakte 20 und 30 oder
die beiden Schaltkontakte 40 und 50 miteinander.
-
Die
Bewegung des Stellelementes 60 von der ersten Stellposition
in die zweite Stellposition wird ausgelöst, indem eine äußere elektrische
Umstellspannung U – beispielsweise
U = 380 V – an
den Polymerstapelaktor 140 angelegt wird. Im Falle einer elektrischen
Umstellspannung am Polymerstapelaktor 140 ziehen sich die
jeweils benachbarten Kondensatorplatten 120a und 120b gegenseitig
an, so dass das zwischen den Kondensatorplatten 120a und 120b befindliche
elastische Polymermaterial 130 zusammengequetscht wird.
Aufgrund dieses Zusammenquetschens reduziert sich der Abstand zwischen den
Kondensatorplatten 120a und 120b, so dass die Gesamtdicke
D des Polymerstapelaktors 140 bei Anlegen der Umstellspannung
deutlich geringer wird. Konkret entspricht die Differenz zwischen
der Dicke D1, die der Polymerstapelaktor 140 ohne eine äußere Spannung
aufweist, und der Dicke D2, die der Polymerstapelaktor 140 im
Falle eines Anliegens der Umstellspannung aufweist, dem Stellweg ΔZ, den das
Stellelement 60 durchführt.
Es gilt also: ΔZ
= D1 – D2
-
Der
zusammengequetschte Polymerstapelaktor 140 ist in der 2 deutlich
erkennbar. Man sieht, dass das Bügelelement 280 des
Rollbügels 270 weiterhin
eine Druckspannung auf die Anschlussplatte 150 und damit
auf den Polymerstapelaktor 140 ausübt. Diese Druckspannung basiert
auf der Zugspannung der beiden Federn 230.
-
Es
ist somit festzustellen, dass die Federkraft der beiden Federn 230 in
dieselbe Richtung wirkt wie die mechanische Kompressionskraft, die
das elektrische Feld auf die Kondensatorplatten 120a und 120b bzw.
auf die Polymerschichten 130 ausübt. Außerdem erkennt man, dass die
Federkraft der beiden Federn 230 senkrecht zur Oberfläche der
Kondensatorplatten 120a und 120b sowie senkrecht
zur Anschlussplatte 150 steht; entsprechend steht die Federkraft
der beiden Federn 230 parallel zur Bewegungsrichtung des
Polymerstapelaktors 140 bzw. des Stellelementes 60.
-
Da
bei einem Anlegen einer äußeren elektrischen
Spannung das elastische Polymermaterial 130 zusammengequetscht
wird, verändert
sich auch die Größe des Polymerstapelaktors 140 in
X-Richtung; konkret
wird der Polymerstapelaktor 140 breiter. Um dabei zu verhindern,
dass die beiden Rollbügel 270 sowie
die beiden Federn 230 einen sich verbreiternden Polymerstapelaktor 140 blockieren
und somit eine Bewegung des Stellelementes 60 in Z-Richtung verhindern
oder erschweren, sind sowohl die beiden Federn 230 als
auch die beiden Rollbügel 270 räumlich getrennt
vom Polymerstapelaktor 140 angeordnet. Um eine solche räumliche
Trennung zu erreichen, weisen die beiden Rollbügel 270 jeweils eine Knickstelle 320 auf,
die einen seitlichen Versatz in X-Richtung bzw. entgegen der X-Richtung
zum Polymerstapelaktor 140 erlaubt.
-
Die
Polymerschichten 130 des Polymerstapelaktors 140 weisen
vorzugsweise eine Schichtdicke zwischen 25 und 100 μm auf; ein
geeignetes Polymermaterial ist Silikon-Material.
-
In
der 1 ist der Übersichtlichkeit
halber lediglich ein Polymerstapelaktor mit insgesamt vier Polymerschichten 130 und
vier Kondensatorplatten 120a bzw. 120b dargestellt.
Vorzugsweise weist der Polymerstapelaktor 140 jedoch deutlich
mehr Kondensatorplatten und deutlich mehr Polymerschichten auf;
eine Schichtanzahl von ca. 100 Schichten (50 Polymerschichten und
50 Elektrodenschichten) lässt sich
relativ leicht und kostengünstig
herstellen und ermöglicht
Stellwege des Stellelements 60 von bis zu 4 mm. Die Ansprechzeit
des Polymerstapelaktors 140 gemäß den 1 und 2 beträgt ca. 0,01
s.
-
In
der 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Schalteinrichtung 10 mit
einem erfindungsgemäßen Polymerantrieb 400 dargestellt.
Der Polymerantrieb 400 ist mit einem Polymerstapelaktor 410 ausgestattet.
-
Der
Polymerantrieb 400 weist zwei Federkrafteinstelleinrichtungen 420 auf,
mit denen sich die Federkraft zweier Federn 430 einstellen
lässt.
Die beiden Federn 430 stehen jeweils über Rollbügel 440 mit einer
oberen Kondensatorplatte 445 des Polymerstapelaktors 410 und
mit einer separaten Anschlussplatte 450 in Verbindung;
konkret liegt die Anschlussplatte 450 auf Knickstellen 452 der
Rollbügel 440 auf,
und Bügelelemente 454 der
Rollbügel
drücken
die obere Kondensatorplatte 445 entlang der Z-Richtung
in der 3 nach unten.
-
Bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel
gemäß 3 ist
die Anschlussplatte 450 also nicht durch eine Kondensatorplatte,
sondern durch eine separate Platte gebildet, die mit den Rollbügeln 440 mechanisch
in Kontakt steht. Da die Rollbügel 440 auf
dem Polymerstapelaktor 410 aufliegen, bewegt sich die Anschlussplatte 450 mit
der obersten Kondensatorplatte 445 quasi starr gekoppelt
mit.
-
An
die Anschlussplatte 450 ist eine Bewegungsumkehreinrichtung 460 angeschlossen,
die ein Hilfsstellelement 470 sowie eine Hebelanordnung 480 umfasst.
Die Funktion der Hebelanordnung 480 besteht darin, eine
Auslenkung des Hilfsstellelementes 470 entlang der Z-Richtung
in eine Bewegungsrichtung entgegen der Z-Richtung ((-Z)-Richtung) umzukehren.
Hierzu dient ein Hebelbalken 490, dessen eines Hebelende 500 mit
dem Hilfsstellelement 470 verbunden ist. Das andere Hebelende 510 steht mit
einem in der 3 nur schematisch dargestellten Stellelement 520 in
Verbindung, das wiederum auf in der 3 nicht
dargestellte Schaltkontakte einwirkt.
-
Durch
Verkürzung
oder Verlängerung
des Abstandes L1 bzw. L2 zwischen einem Hebelende 500 und
dem Balkenlagerpunkt P bzw. dem anderen Hebelende 510 und
dem Balkenlagerpunkt P lässt sich
der Verstellweg Δz2 relativ zum Verstellweg Δz1 quasi beliebig einstellen. Entsprechendes
gilt für
die Verstellkräfte
gemäß Hebelgesetz.
-
Der
Polymerstapelaktor 410 gemäß 3 entspricht
von seiner Wirkungs- und Arbeitsweise her dem Polymerstapelaktor 140 gemäß den 1 und 2,
so dass bezüglich
der Funktionsweise des Polymerstapelaktors auf die obigen Ausführungen
im Zusammenhang mit den 1 und 2 verwiesen wird.