DE19900772A1 - Antriebskolbenanordnung eines hydraulischen Antriebs für eine Betätigungseinrichtung, insbesondere ein Schaltgerät - Google Patents

Abstract

Es wird eine Antriebskolbenanordnung eines hydraulischen Antriebs für eine Betätigungseinrichtung, insbesondere ein Schaltgerät, vorgeschlagen, wobei die Antriebskolbenanordnung translatorisch innerhalb eines Arbeitszylinderraumes bewegbar ist. Die Antriebskolbenanordnung besteht aus zwei getrennten Hauptkomponenten, nämlich einer Kolbenstange (1) und einem Kolben (4), wobei die Kolbenstange (1) über ein Außengewinde (3) in ein in eine Sacklochbohrung des Kolbens (4) eingebrachtes Innengewinde (6) geschraubt ist. DOLLAR A Für den Kolben (4) und die Kolbenstange (1) können preiswerte Halbzeuge verwendet werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebskolbenanordnung eines hydraulischen Antriebs für eine Betätigungseinrichtung, insbesondere ein Schaltgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung kann beispielsweise bei Hochspan­ nungsleistungsschaltern verwendet werden.

Aus der DE 196 37 051 A1 ist ein hydraulischer Antrieb mit einer Antriebskolben- Zylinderanordnung bekannt, bei der ein Antriebskolben über eine Kolbenstange eine Betätigungseinrichtung, vorzugsweise einen Hochspannungsleistungsschalter an­ treibt. Mit einer Druckkolben-Zylinderanordnung wird Druckfluid zur Ansteuerung der Antriebskolben-Zylinderanordnung bereitgestellt. Eine die Antriebskolben-Zylinder­ anordnung konzentrisch umgebende Federanordnung überträgt Speicherenergie an die Druckkolben-Zylinderanordnung. Der Druckkolben ist ein den Zylinderkörper der Antriebskolben-Zylinderanordnung umgebender Ringkolben, der in einem Ringraum von der Federanordnung betätigt wird. Das Druckfluid steht in dem Ringraum an, der sich auf der der Federanordnung entgegengesetzten Seite des Ringkolbens befin­ det.

Dabei wird der bekannte Antriebskolben der Antriebskolben-Zylinderanordnung aus einem Stück hergestellt, d. h. gedreht, bestehend aus einer Kolbenstange, dem ei­ gentlichen Kolben und einem stiftartigen Fortsatz an dem der Kolbenstange entge­ gengesetzten Ende, nachfolgend als Endlagendämpfung bezeichnet. Da die Kolben­ stange relativ lang und vergleichsweise dünn ist, besteht die Gefahr, daß sich die Kolbenstange beim Abdrehen verbiegt, so daß besondere Maßnahmen beim Abdre­ hen getroffen werden müssen, um die Fertigung eines einwandfreien Produkts si­ cherzustellen. Insgesamt ist die Herstellung des Antriebskolbens relativ aufwendig und kostenträchtig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebskolbenanordnung eines hy­ draulischen Antriebs für eine Betätigungseinrichtung, insbesondere ein Schaltgerät der eingangs genannten Art anzugeben, welche zu vergleichsweise günstigen Ko­ sten herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Öberbegriffes erfindungs­ gemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß zur Herstellung sowohl der Kolbenstange als auch des Kolbens handelsübliche, preis­ werte Halbzeuge verwendet werden können. Beim Abdrehen des Kolbens müssen keine gesonderten Maßnahmen getroffen werden, so daß sich insgesamt eine Ko­ stenreduktion ergibt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekenn­ zeichnet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiele erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Antriebskolbenanordnung,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform einer Antriebskolbenanordnung.

In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform einer Antriebskolbenanordnung eines hy­ draulischen Antriebs für ein Schaltgerät dargestellt. Dabei besteht die Antriebskol­ benanordnung aus zwei getrennt gefertigten Hauptkomponenten, nämlich einer Kol­ benstange 1 und einem Kolben 4. Die Kolbenstange 1 ist an ihren beiden Enden mit Außengewinden versehen, und zwar mit einem Außengewinde 2 zur Verbindung mit einem Schaltgerät und mit einem Außengewinde 3 zur Verbindung mit dem Kolben 4.

Die Antriebskolbenanordnung befindet sich in einem mit einem Druckfluid beauf­ schlagten, in einem Zylinderkörper gebildeten Arbeitszylinderraum, wobei die erfor­ derlichen Fluidkanäle zur beidseitigen Druckbeaufschlagung der Antriebskolbenan­ ordnung im Zylinderkörper selbst eingebracht sind. Die Kolbenstange 1 durchstößt diesen Arbeitszylinderraum und betätigt durch die mittels Druckbeaufschlagung be­ wirkten translatorischen Bewegungen die Schaltkontakte des Schaltgerätes in ge­ wünschter Weise. Zum Aufbau und zur Arbeitsweise eines .derartigen hydraulischen Antriebs wird ausdrücklich auf die Ausführungen der DE 196 37 051 A1 verwiesen.

Der aus einem Stück gefertigte zylinderförmige Kolben 4 gliedert sich in drei Ab­ schnitte jeweils unterschiedlichen Außendurchmessers, und zwar in einen mittleren Abschnitt mit dem größten Durchmesser, in eine Kolbenstangenaufnahme 5 mit re­ duziertem Durchmesser und in eine Endlagendämpfung 7 mit ebenfalls reduziertem Durchmesser. Der mittlere Abschnitt ist mit einem ersten äußeren Kolbenring 8, mit einer mittleren Kolbendichtung 10 und mit einem zweiten äußeren Kolbenring 9 ver­ sehen. Die beiden Kolbenringe 8, 9 sind als in Ringnuten eingespritzte Kunststoff­ elemente - vorzugsweise aus Polyamid - ausgeführt und dienen als Labyrinth für die Kolbendichtung 10, um die Auswirkung von steilflankigen Druckänderungen des Druckfluids auf die Kolbendichtung abzuschwächen. Hierdurch ergibt sich eine Op­ timierung der Kolbendichtung 10 hinsichtlich Lebensdauer und Dichtwirkung.

Des weiteren erfüllen die beiden Kolbenringe 8, 9 die Aufgabe, die Führung des Kol­ bens 4 innerhalb des Arbeitszylinderraums zu optimieren. Da der Kolben 4 vorzugs­ weise aus Stahl und der den Arbeitszylinderraum enthaltende Zylinderkörper vor­ zugsweise aus nicht eloxiertem Aluminium hergestellt werden, ergibt sich durch die Kolbenringe 8, 9 vorteilhaft eine Verringerung der während der translatorischen Be­ wegungen auftretenden Reibung. Hierdurch werden die Dynamik während der translatorischen Bewegung erhöht, der erforderliche Energieverbrauch vermindert und die Lebensdauer der an der Gleitbewegung beteiligten Komponenten erhöht.

Die Kolbenstangenaufnahme 5 ist mit einer Sacklochbohrung versehen, in welche ein Innengewinde 6 zum Einschrauben der Kolbenstange 1 eingebracht ist. Der Au­ ßendurchmesser der Kolbenstangenaufnahme 5 ist an eine im Arbeitszylinderraum befindliche Dämpfungseinrichtung angepaßt (siehe Ziffer 48 der DE 196 37 051 A1). In gleicher Art und Weise ist der Außendurchmesser der Endlagendämpfung an ei­ nen im Arbeitszylinderraum befindlichen Dämpfungsring (siehe Ziffer 50 der DE 196 37 051 A1) angepaßt.

In Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform einer Antriebskolbenanordnung dargestellt. Bei dieser Antriebskolbenanordnung ist die Kolbenstange 1 mit zwei radial wirken­ den Zentrierdurchmessern 11 und 12 versehen, die in einem axialen Abstand zuein­ ander angeordnet sind, der ein Mehrfaches des Kolbendurchmessers beträgt. Der Zentrierdurchmesser 12 befindet sich am Ende der Kolbenstange 1 und greift in eine entsprechend geformte Zentrieraufnahme der Sacklochbohrung des Kolbens 4. Der Zentrierdurchmesser 11 schließt sich an den Bereich des Außengewindes 3 der Kol­ benstange 1 an. Die übrige Ausbildung der Antriebskolbenanordnung entspricht der unter Fig. 1 erläuterten Variante.

Claims (4)

1. Antriebskolbenanordnung eines hydraulischen Antriebs für eine Betäti­ gungseinrichtung, insbesondere ein Schaltgerät, wobei die Antriebskolbenanordnung translatorisch innerhalb eines Arbeitszylinderraumes bewegbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Antriebskolbenanordnung aus zwei getrennten Hauptkomponen­ ten, nämlich einer Kolbenstange (1) und einem Kolben (4) besteht, wobei die Kol­ benstange (1) über ein Außengewinde (3) in ein in eine Sacklochbohrung des Kol­ bens (4) eingebrachtes Innengewinde (6) geschraubt ist.

2. Antriebskolbenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (4) mit einer in einer Ringnut befindlichen Kolbendichtung (10) versehen ist, an welcher beidseitig als in Ringnuten eingespritzte Kunststoffelemente ausge­ bildete Kolbenringe (8, 9) angeordnet sind.

3. Antriebskolbenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffelemente aus Polyamid gebildet sind.

4. Antriebskolbenanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (1) mit zwei radial wirkenden Zentrier­ durchmessern (11, 12) versehen ist, die in einem axialen Abstand zueinander ange­ ordnet sind, der ein Mehrfaches des Kolbendurchmessers beträgt.