DE3408909A1

DE3408909A1 - Hydraulischer antrieb

Info

Publication number: DE3408909A1
Application number: DE19843408909
Authority: DE
Inventors: Gerhard 6905 Schriesheim Körner; Edelwald 6054 Rodgau Lutz; Egon Ing.(grad.) 6450 Hanau Orth; Horst 6450 Hanau Plettner; Rudi 6467 Hasselroth Weingärtner
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1984-03-10
Filing date: 1984-03-10
Publication date: 1985-09-12
Also published as: JPS60208613A; DE3560057D1; EP0158054A1; JPH076531B2; US4716812A; EP0158054B1

Description

BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie, Mannheim ZPT/P4 - Mi/Sd

Mp.-Nr. 534/84 08. März 1984

Hydraulischer Antrieb

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Antrieb, insbesondere für Hochspannungsleistungsschalter, dessen als Differentialkolben ausgebildeter Arbeitskolben in einer in einem Druckgehäuse befindlichen einseitigen axialen Ausnehmung geführt ist, der auf einer Seite ständig unter der Kraft eines Energiespeichers steht und dessen andere Seite über eine an den zugehörigen Arbeitsraum angeschlossene, Hydraulikfluid führende Leitung wahlweise mit Druck beaufschlagbar oder vom Druck entlastbar ist.

Ein derartiger Antrieb ist aus der DE-OS 28 28 958

bekannt, bei dem ein Differentialkolben von einem 30

separat angeordneten Energiespeicher mit Hydraulikfluid beaufschlagt wird. Eine solche räumliche Trennung führt zwangsläufig zur Verlegung von Druckleitungen, die anfällig gegen Störungen durch Einwirkungen von außen sind, die sich abhängig von ihrer Länge nachteilig auf

den Wirkungsgrad der Anlage auswirken, und die unter

Beachtung der Brandsicherheit zu verlegen sind, was insgesamt einen erheblichen Montageaufwand verursacht.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zu schaffen, in der sowohl der hydraulische Antrieb als auch der erforderliche Energiespeicher einschließlich der zugehörigen Aggregate untergebracht sind ohne aufwendige Verlegung von Druckleitungen und geschützt gegen Einwirkungen von außen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst, wonach in der im Druckgehäuse befindlichen Ausnehmung, in der der Arbeitskolben mit einer Kolbenstange geführt ist,

ein weiterer Kolben eingesetzt ist, der sich gegen einen aus symmetrisch zu seiner Mittelachse angeordneten Federn gebildeten Energiespeicher stützt, die ihn und die das Druckgehäuse durchdringende Kolbenstange des

Arbeitskolbens umgreift und mit dieser, der Wand der 20

Ausnehmung und dem Arbeitskolben einen Speicherraum begrenzt, der als Hydraulikspeicher zur Versorgung des hydraulischen Antriebs ohne weitere Zufuhr von Fremdenergie Druckenergie bereitstellt, wobei das verbrauchte Hydraulikfluid in einen von der dem Speicherraum abgewandten Seite des Speicherkolbens, der Wand und dem Boden der Ausnehmung begrenzten Sammelraum zugeführt wird.

Durch Anwendung der Erfindung ergibt sich die Möglich-30

keit, jederzeit, d.h. auch bei Störung oder Unterbrechung der Energiezufuhr, den hydraulischen Antrieb bestimmungsgemäß zu betätigen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird 35

die Ausnehmung als stufenförmige Zylinderbohrung einge-

bracht, wobei der Arbeitskolben in der Bohrung mit kleinerem Durchmesser, der Speicherkolben in der Bohrung mit größerem Durchmesser geführt werden. Diese Anordnung führt zu einer sehr kompakten Bauweise, da das mögliche Speichervolumen im Speicherraum ein Vielfaches des erforderlichen Stellvolumens für den Arbeitskolben beträgt. Ein weiterer Vorteil ist die mit dieser Anordnung erreichbare hohe Stellkraft für den Arbeitskolben.

Zweckmäßigerweise wird die Ausnehmung im Druckgehäuse mit einem Gehäusedeckel verschlossen, wobei dieser aus Fertigungsgründen eine topfförmige Auswölbung aufweist, die den Sammelraum für das Hydraulikfluid aufnimmt.

Zur Verringerung der Baulänge des hydraulischen Antriebs ist es vorteilhaft, die als Energiespeicher dienende Federanordnung, kurz Federspeicher genannt, außerhalb konzentrisch um das Druckgehäuse anzuordnen, wobei der Speicherkolben mittels symmetrisch zu seiner Mittelachse angeordneter druckdicht gleitend aus dem Druckgehäuse herausgeführter Übertragungsstangen über ein Druckstück mit dem Federspeicher fest gekoppelt ist.

Zur Vermeidung zusätzlicher Haltevorrichtungen und damit 25

Montageaufwand sowie zur Erhaltung der kompakten Bauweise stützt sich der Federspeicher gegen einen an dem nahezu zylindrischen Druckgehäuse eingeformten Absatz ab. Das der Gehäuseausnehmung abgewandte Ende des Druckgehäuses weist eine zylindrische Gleitführung auf,

die zur Führung des kreisrunden Druckstücks dient.

Zweckmäßigerweise wird der Federspeicher aus Tellerfederpaketen gebildet. Diese Maßnahme bietet den bekannten Vorteil, daß bei entsprechender Wahl von Abmessung 35

und Vorspannkraft ein nahezu konstanter Kraftverlauf

./fa.

über den Federweg einstellbar ist, so daß der Hydraulikspeicher über seinen gesamten Betriebsbereich nahezu konstanten Druck aufweist.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist der Gehäusedeckel in Verlängerung des Druckgehäuses einen angeformten Schalterflansch auf, an den ein Hochspannungsleistungsschalter befestigt werden kann.

Zur Kontrolle des jeweiligen Speicherinhaltes des Hydraulikspeichers dient eine mechanische Stellungsanzeige, die in Verlängerung einer der Übertragungsstangen einen am Gehäusedeckel befestigten Endschalter betätigt.

Zur Kontrolle der Stellung des Arbeitskolbens dienen eine mechanische und elektrische Stellungsanzeige, die über einen Hebel mit Gleitstück zur Umsetzung der Translationsbewegung des Arbeitskolbens in eine Rotationsbewegung an eine Kupplung anschließen, die fest mit der Kolbenstange verbunden ist.

In Sinne einer kompakten Bauweise sind im Bereich des Speicherraumes sich diametral gegenüberliegend eine

Hochdruckpumpe und eine Hydraulische Steuereinheit in 25

das Druckgehäuse integriert, wobei der zur hydraulischen Steuereinheit gehörende Steuerschieber in einer parallel zur Mittelachse des Speicherkolbens verlaufenden Bohrung liegt.

Ein weiterer Vorteil, der sich aus dieser Gestaltung ergibt, beruht darauf, daß sämtliche hydraulischen Verbindungen zwischen den Druckräumen und der Hochdruckpumpe sowie der hydraulischen Steuereinheit in Form von

in das Druckgehäuse eingelassenen Fluidkanälen ausgebil-35

det sind, so daß extern verlegte Druckleitungen entfal-

len. Die Fluidkanäle sind so ausgeführt, daß Hydraulikfluid vom Sammelraum in den Speicherraum gefördert wird und von dort über die dreiwegige Steuereinheit vom
_ Speieherraum in einen Arbeitsraum für den Arbeitskolben

sowie vom Arbeitsraum in den Sammelraum gelangen kann.
Der Arbeitsraum befindet sich auf der dem Speicherraum
abgewandten Seite des Arbeitskolbens.

Um im Falle eines störungsbedingten Druckabfalls im
Speicherraum unbeabsichtigte Schaltvorgänge des Antriebs auszuschließen greift ein im Druckgehäuse eingelassener federbelasteter Verriegelungsstift bei in seiner
Arbeitsstellung befindlichem Arbeitskolben in eine

hierfür auf dem Arbeitskolbenmantel vorgesehene Ringnut 15

ein, wobei die Federkraft so bemessen ist, daß der
Verriegelungsstift unter Betriebsdruck nicht aus seiner Führungsöffnung hervorragt.

Der erfindungsgemäße hydraulische Antrieb ist hinsichtlich seiner Schaltleistung so ausgelegt, daß er die
Normen, Vorschriften oder gesetzlichen Regelungen (z.B. ANSI, ICE/VDE) erfüllt und dort geforderte Schaltzeiten bzw. Schaltinterwalle sicher' einhält.

Zur Erhöhung der Speicherkapazität können ein oder

mehrere zusätzliche, extern angeordnete von Fremdenergiezufuhr unabhängig gleichartig aufgebaute Hydraulikspeicher, d.h. ohne Arbeits-, Pumpen- und Steuereinheit vorgesehen sein, die über entsprechende Hydraulikleitungen und -ventile mit dem hydraulischen Antrieb
verbunden sind. Hiermit läßt sich die Antriebskapazität praktisch beliebig erhöhen und den Einsatzerfordernissen anpassen, wobei der zusätzliche Raumbedarf aufgrund der

kompakten Gestaltung gering ist.
35

Die Verbindungsleitungen können starr, d.h. fest, oder flexibel, z.B. als Druckschlauch verlegt sein. Dabei kann der Ort der oder des Zusatzspeichers den jeweiligen örtlichen Gegebenheiten entsprechend festgelegt werden.

Anhand einer Schemaskizze und eines Ausführungsbeispiel soll in den Figuren und Figurenbeschreibung der Erfindungsgedanke und seine Ausgestaltungsmöglichkeiten noch einmal erläutert und konkreter veranschaulicht werden.

Es zeigen:

Fig. 1 Prinzipskizze der Anordnung,

Fig. 2 Schnitt durch einen hydraulischen Antrieb mit

Hydraulikspeicher in Ruhestellung (z.B. Schalter geöffnet),

Fig. 3 Schnitt durch einen hydraulischen Antrieb mit 20

Hydraulikspeicher in Arbeitsstellung (z.B.

Schalter geschlossen),

Fig. 4 Seitenansicht der Anschlußseite (Schalterseite),

Fig. 5 Prinzipskizze der Anordnung mit einem externen Hydraulikspeicher.

Figur 1 zeigt den schematischen Aufbau der aus Speichereinheit und hydraulischem Stellglied gebildeten Anordnung. Innerhalb eines gemeinsamen Druckgehäuses 10 sind befindlich ein Speicherkolben 16, der einen Sammelraum

34, der mit Niederdruck beaufschlagt ist und in dem sich 35

der Speicherkolben 16 über eine zu seiner Mittelachse

symmetrischen Federanordnung gegen das Druckgehäuse abstützt, gegen einen Speicherraum 30 abgrenzt, der mit Hochdruck beaufschlagt ist, ferner ein Arbeitskolben 18, der eine Kolbenstange 28 aufweist, die mittig axial den Speichkolben 16 und das Druckgehäuse 10 durchdringt zwecks Betätigung eines elektrischen Schalters 100, und der den Speicherraum von einem Arbeitsraum 38 trennt, der mittels einer Steuereinheit 22 wahlweise über Fluidkanäle 54, 56 mit dem Speicherraum 30 verbunden mit Druck beaufschlagbar ist, oder über Fluidkanäle 54, 58 mit dem Sammelraum 34 verbunden vom Druck entlastbar ist. Eine Hochdruckpumpe 20 fördert über Fluidkanäle 50, 52 vom Sammelraum 34 Druckfluid in den Speicherraum 30.

Der in Fig. 2 bis 4 abgebildete hydraulische Antrieb besitzt ein Druckgehäuse 10 mit nahezu zylindrischer abgesetzter Außenkontur, in das ausgehend von einer Stirnfläche in axialer Richtung eine stufenförmige

Zylinderbohrung eingeformt ist. Diese Bohrung weist auf 20

ca. 1/3 Tiefe einen ersten Bereich mit großem Durchmesser, der als Speicherzylinder 12 dient, und einen zweiten Bereich mit kleinerem Durchmesser auf, der als Arbeitszylinder 14 dient. Nach außen abgeschlossen wird das Druckgehäuse 10 mit einem angeflanschten Gehäusedeckel 32.

Im Bereich des Speicherzylinders 12 ist außen eine Hochdruckpumpe 20 mittels einer umlaufenden Dichtung druckdicht in eine radial zur Zylinderachse angeordnete Gehäuseöffnung eingepaßt. Diametral gegenüberliegend ist ebenfalls formschlüssig eine hydraulische Steuereinheit 22 in das Druckgehäuse 10 integriert.

Der Speicherzylinder 12 dient zur Aufnahme eines Spei-35

cherkolbens 16, der den unter Hochdruck stehenden

Speicherraum 30 von dem mit Niederdruck beaufschlagten im topfförmig ausgewölbten Gehäusedeckel 32 angeordneten Sammelraum 34 trennt. Bei Überschreitung des Betriebsdrucks im Speicherraum 30 wird dieser über eine Bohrung

86, die axial exzentrisch im Speicherkolben 16 verläuft und zu einem im Speicherkolben 16 befindlichen Überdruckventil 84 führt, mit dem Sammelraum 34 verbunden. Auf der dem Sammelraum 34 zugewandten Seite weist der Speicherkolben 16 einen Kragen 90 auf, durch den exzentrisch in axialer Richtung ein in das Druckgehäuse 10 eingeformter mittels einem eingepreßten Rohrstück verlängerter Fluidkanal 58 in einer Bohrung 92 mit ausreichendem Spiel durchgeführt ist und im Sammelraum

34 endet. Symmetrisch zur Mittelachse sind weitere 15

Bohrungen angeordnet, die je eine Übertragungsstange 60 aufnehmen.

Auf dem dem Kragen entgegengesetzt liegenden Ende des Speicherkolbens 16 befindet sich eine in die Mantelfläche des Speicherkolbens 16 eingelassene Gleitdichtung 102, die den Speicherraum 30 gegen die Wand des Speicherzylinders 12 abdichtet. In seinem Zentrum wird der Speicherkolben 16 in einer axial verlaufenden Führungsbohrung 82 von einer Kolbenstange 28 durchdrungen. Zur 25

Abdichtung des Speicherraums 30 ist wenigstens eine in die Führungsbohrung 82 eingesetzte Gleitdichtung 104 vorgesehen. Zwei Gleitringe 106 dienen zur exakten Führung der Kolbenstange 28 in der Führungsbohrung 82.

Der freie Zugang für das Hydraulikfluid vom Speicherraum 30 zu einem Arbeitsraum R 36 wird durch ein eingepaßtes Einsatzstück und eine eingesetzte Prallbüchse 110 auf einen definierten Querschnitt begrenzt. Die Kolbenstange

28 ist unlösbar mit einem Arbeitskolben 18 verbunden, 35

der, als Differentialkolben ausgebildet, auf beiden

Mp.-Nr. 534/84 / 3 A 089

■ /?■

Kolbenflächen ringförmig sich verjüngende Absätze 88 aufweist, die als Aufpralldämpfer wirken, und die auf einer Seite in die Kolbenstange 28 übergehen. Auf dem

der Kolbenstange 28 entgegengesetzten Ende trägt der 5

Arbeitskolben 18 einen Kolbenring, daneben auf etwa mittlerer Kolbenhöhe ist eine Gleitdichtung 42 in den Kolbenmantel eingelassen. Auf der der Kolbenstange zugewandten Seite ist im Mantel des Arbeitskolbens 18, eine Ringnut 44 vorgesehen, deren Kontur einem federbelasteten Verriegelungsstift 46 angepaßt ist. In den Boden 48 des Arbeitszylinders 14 mündet ein Fluidkanal 54, der axial parallel verlaufend zum Arbeitszylinder die Verbindung zur hydraulischen Steuereinheit 22

herstellt. Über einen Fluidkanal 56 ist die hydraulische 15

Steuereinheit mit dem Speicherraum 30 verbunden, über einen Fluidkanal 58 mit dem Sammelraum 34.

Die Hochdruckpumpe 20 ist über einen Fluidkanal 50 mit

dem Sammelraum 34 verbunden und über einen Fluidkanal 20

mit dem Speicherraum 30.

Unmittelbar neben der Prallbüchse 110 ist in radialer Richtung in den Arbeitszylinder 14 der federbelastete

Verriegelungsstift 46 als druckgesteuerte Verriegelung 25

angeordnet, der bei in Arbeitsstellung befindlichem Arbeitskolben 18 mit der vorgesehenen Ringnut 44 fluchtet.

Die Übertragungsstangen 60 sind in einer Durchführung mit Gleitdichtung aus dem Druckgehäuse 10 herausgeführt und verbinden den Speicherkolben 16 über ein Druckstück 62 mit einer Federanordnung 26. Dabei sind die abgesetzten und mit Gewinde versehenen Enden der Übertragungsstange 60 jeweils durch dem Gewindedurchmesser angepaßte 35

Bohrungen im Kragen 90 des Speicherkolbens 16 sowie

Bohrungen im Druckstück 62 durchgesteckt, so daß sich der Kragen und das Druckstück 62 auf die Übertragungsstange 60 abstützen und jeweils kraftschlüsslg fixiert sind.

Das Druckstück 62 wird von dem zylindrischen Ende des Druckgehäuses 10 so geführt, daß es mit seiner ein Gleitstück 72 zur Minderung auftretender Reibung aufweisenden Innenbohrung 70 auf der Gleitführung 74, gleitet.

Die Federanordnung 26 ist wechselsinnig geschichtet und entsprechend ihrer Geometrie so angeordnet und vorgespannt, daß ein nahezu konstanter Kraftverlauf über den

gesamten Arbeitsweg resultiert. Die Federpakete 26 15

stützen sich hierbei einerseits gegen das Druckstück andererseits gegen ein am Umfang des Druckgehäuses 10 eingearbeitetes Widerlager 78 ab.

Der Gehäusedeckel 32 wird in einer zentralen Bohrung 20

mit eingelegter Gleitdichtung von der Kolbenstange 28 durchdrungen. Exzentrisch angeordnet ist in Verlängerung einer Übertragungsstange 60 eine in einer gleitdichten Bohrung 109 den Gehäusedeckel durchdringende mechanische Stellanzeige 120 für den Speicherkolben aus dem Druckgehäuse 10 herausgeführt, die einen am Gehäusedeckel befestigten Endschalter 122 betätigt. Die weitere Ausgestaltung des Gehäusedeckels 32 sieht vor, daß in Verlängerung des Druckgehäuses 10 an einem Schalterflansch

124 ein über die Kolbenstange 28 zu betätigender elek-30

trischer Schalter 100 angeflanscht werden kann. Ferner ist der Gehäusedeckel 32 so radial nach außen geführt, daß er als Haubensockel 116 zur Aufnahme einer Abdeckhaube 114 dient, die mit einem Verschluß lösbar mit dem

Haubensockel 116 verbunden ist. In Höhe der mechanischen 35

Stellanzeige 120 ist an den Haubensockel eine optische

Ableseeinrichtung 126 befestigbar. Desweiteren ist eine elektrische Stellanzeige 128 für den Arbeitskolben vorgesehen, die über einen Hebel mit Gleitstück 130 mit einer Kupplung 132 verbunden ist. Die Kupplung dient zur Verbindung der Kolbenstange 28 mit dem zu betätigenden elektrischen Schalter 100. Auf der dem Schalterflansch abgewandten Seite befindet sich im Druckgehäuse 10 eine Gewindebohrung 134, die eine Zylinderschraube 136 zur Fixierung einer Haltevorrichtung 138 aufnimmt.

Bei Einschalten der Hochdruckpumpe 20 wird über den Fluidkanal 50 Hydraulikfluid aus dem Sammelraum 34 über den Fluidkanal 52 in den Speicherraum 30 gefördert. ._ Infolge des bei weiterer Förderung ansteigenden Drucks

im Speicherraum 30 bewegt sich der Speicherkolben 16 gegen die mittels der Übertragungsstangen 60 übertragenen aus dem Zusammendrücken der Federanordnung 26 resultierenden Kraft in Richtung Gehäusedeckel 32, bis

er seine vorgegebene Endstellung erreicht hat. Bei 20

weiterem Druckanstieg öffnet sich das Überdruckventil 84, und Hydraulikfluid gelangt durch die Bohrung 86 vom Speicherraum 30 in den Sammelraum 34.

Werden in der hydraulischen Steuereinheit 22 die Fluid-25

kanäle 54 und 56 miteinander verbunden, so gelangt Hydraulikfluid aus dem Speicherraum 30 an den Boden 48 des Arbeitszylinders 14, so daß auf beiden Kolbenflächen _xder gleiche Druck ansteht. Da jedoch die dem Arbeitsraum

A 38 zugewandte Kolbenfläche des Arbeitskolbens 18 um 30

den Querschnitt der Kolbenstange 28 größer ist als die gegenüberliegende Kolbenfläche wird der Arbeitskolben in Arbeitsstellung bewegt. Entsprechend diesem Kolbenhub bewegt sich die Kolbenstange 28 in Richtung Schalterflansch 124, wodurch die Betätigung des angeflanschten

elektrischen Schalters 100 erfolgt. Um den Arbeitskolben

·Λ0·

18 aus der Arbeitsstellung in seine Ruhestellung zu bringen, werden in der hydraulischen Steuereinheit 22 die Fluidkanäle 54 und 58 miteinander verbunden. Auf diese Weise gelangt das im Arbeitsraum A 38 befindliche Hydraulikfluid über die Fluidkanäle 54 und 58 in den Sammelraum 34. Infolge der Druckentlastung im Arbeitsraum A 38 wird der Arbeitskolben 18 durch den im Arbeitsraum R 36 vorherrschenden Speicherdruck mit hoher Geschwindigkeit in seine Ruhestellung verschoben. Entsprechend bewegt sich die Kolbenstange 28 zurück und betätigt den elektrischen Schalter 100 und über den Hebel mit Gleitstück 130 die elektrische Stellanzeige.

Mit jedem Schaltvorgang Ein/Aus wird ein dem Volumen des 15

Arbeitsraums 38 entsprechende Volumeneinheit an Hydraulikfluid aus dem Speicherraum 30 verbraucht. Die geforderte Anzahl der ohne Fremdenergiezufuhr zu ermöglichenden Schaltvorgänge bestimmt die Größe des Speichervolumens, das wie eingangs erläutert unter nahezu konstanter 20

Kraft entsprechend nahezu konstantem Druck gespeichert

wird. Das jeweils vorhandene Speichervolumen im Speicherraum 30 kann an der mechanischen Stellanzeige 120 abgelesen werden. Mit Hilfe des vorgesehenen Endschalters 122 kann die Betätigung der Hochdruckpumpe 20 25

gesteuert werden.

Zur Vermeidung mechanischer Beschädigungen des Arbeitskolbens 18 infolge seiner raschen Bewegung von Ruhestellung in Arbeitsstellung und umgekehrt sind die eingangs erwähnten Aufpralldämpfer 88 vorgesehen. Ihre Wirkung beruht darauf, daß der Ablaufquerschnitt für das Druckfluid aus dem Arbeitszylinder 14 abhängig von der jeweiligen Stellung des Arbeitskolbens 18 sich verringert. Dies hat zur Folge, daß das Druckfluid

langsamer abläuft, so daß der Arbeitskolben 18 in seiner 35

Bewegung abgebremst wird.

In Figur 5 ist schematisch gezeigt, wie ein externer Hydraulikspeicher TO¹ über eine Verbindungsleitung

wahlweise als starre Rohrleitung 40 oder als flexible 5

Schlauchleitung 40'an ein Mehrwegeventil 24 anschließt, das am hydraulischen Antrieb befindlich die Hochdruckpumpe 20 entweder mit dem Speicherraum 34 oder mit dem externen Hydraulikspeicher 10' verbindet. Dieser Hydraulikspeicher 10' besteht aus einem Druckgehäuse 10·, das gleichartig gestaltet ist wie das Druckgehäuse 10 des hydraulischen Antriebs.

Der zylindrische Innenraum wird von einem Speicherkolben 16' unterteilt in einen Speicherraum 30' und in einen

zweiten Bereich, der die als Speicherelement vorgesehene 15

Federanordnung 26' aufnimmt.

Im Beispiel ist die Versorgung mit Druckfluid über die Verbindungsleitung (40, 40·) durch die Hochdruckpumpe vorgesehen, wobei das zwischengeschaltete Mehrwegeventil den Speicherraum 30 gegen Druckabfall sichert. Schaltungstechnisch ist vorgesehen, daß bei Bedarf das im externen Hydraulikspeicher befindliche Druckfluid in den Speicherraum 30 fließt infolge der von der Federanordnung 26' ausgehenden gespeicherten Kraft, so daß 25

eine zusätzliche Zahl von Schaltvorgängen gewährleistet ist.

Claims

Ansprüche 5

M .j Hydraulischer Antrieb, insbesondere für Hochspannungs-Leistungsschalter, dessen als Differentialkolben ausgebildeter Arbeitskolben in einer in einem Druckgehäuse befindlichen einseitigen.axialen Ausnehmung geführt ist, der auf einer Seite ständig unter der Kraft eines Energiespeichers steht und dessen andere Seite wahlweise mit Druck beaufschlagbar oder vom Druck entlastbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der in dem Druckgehäuse (10) befindlichen Ausnehmung (12,14), in der der Arbeitskolben (18) mit einer Kolbenstange (28) geführt ist, ein weiterer Kolben (16) eingesetzt ist, der sich gegen einen aus symmetrisch zu seiner Mittelachse angeordneten Federn (26) gebildeten Energiespeicher stützt, die ihn (16) und das Druckgehäuse (10) mittig durchdringende Kolbenstange (28) des Arbeitskolbens (18) umgreift und mit dieser, der Wand der Ausnehmung (12) und dem Arbeitskolben (18) einen Speicherraum (30) begrenzt, der als Hydraulikspeicher zur Versorgung des hydraulischen Antriebs ohne weitere Zufuhr von Fremdenergie Druckenergie bereitstellt, wobei das verbrauchte Hydraulikfluid einem von der dem Speicherraum (30) abgewandten Seite des Speicherkolbens, der Wand und dem Boden der Ausnehmung begrenzten Sammelraum (34) einführbar ist.
30

2. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung in dem Druckgehäuse

(10) eine stufig abgesetzte Zylinderbohrung (12,14) ist, 35

wobei der Arbeitskolben (18) in der den kleineren

Durchmesser aufweisenden, dem Arbeitszylinder (14), und der Speicherkolben in der den größeren Durchmesser aufweisenden Bohrung, dem Speicherzylinder (12) geführt sind.

3. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (12,14) zur Aufnahme von Speicherkolben (16) und Arbeitskolben (18) mittels eines Gehäusedeckels (32) dicht verschlossen ist.

4. Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherkolben (16), den unter Hochdruck stehenden Speicherraum (30) von einem unter Niederdruck stehenden Sammelraum (34) für das Hydraulikfluid trennt.

5. Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der

den Sammelraum (34) begrenzende Gehäusedeckel (32) 20

topfförmig nach außen gewölbt ist.

6. Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherkolben (16) in einer der axialen Führung der Kolbenstange (28) des Arbeitskolbens (18) dienenden zentralen Führungsbohrung (82) wenigstens eine Gleitdichtung (104) sowie zwei Gleitringe (106) und auf seinem Außendurchmesser eingelassen eine Gleitdichtung

(102) aufweist.
30

7. Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitszylinder (14) an seinem dem Speicherzylinder (12)

zugewandten Ende eine radial verlaufende Bohrung zur 35

Aufnahme eines Verriegelungsstiftes (46) aufweist, der

bei in Arbeitsstellung befindlichen Arbeitskolben (18) mit einer auf dessen Umfang vorgesehenen Form angepaßten Ringnut (44) fluchtet und zwecks Fixierung des Arbeits- _ kolbens (18) in seiner Arbeitsstellung radial verschiebbar ist, so daß er in die Nut eingreift.

8. Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungsstift (46) durch die Kraft einer Feder derart belastet wird, daß er bei Druckentlastung im Speicherraum (30) in den Arbeitszylinder (14) verschoben wird, jedoch bei Betriebsdruck im Speicherraum (30) infolge der aus dem Druck resultierenden auf seine Stirnfläche wirkenden Kraft in seine Austrittsöffnung

gedrückt wird, so daß er wenigstens bündig mit der Wand des Arbeitszylinders (14) abschließt und nicht mehr in diesen hineinragt.

9. Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben (18), auf beiden Seiten in axialer Richtung ringförmig sich verjüngende Absätze aufweist, die als Aufpralldämpfer (88) dienen.

10. Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der

vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in das Druckgehäuse (10) eine hydraulische Steuereinheit (22) formschlüssig integriert ist, die einen Steuerschieber

(24) aufweist, der in einer im Druckgehäuse (10) paral-30

IeI zur Längsachse des Speicherkolbens (16) verlaufenden Bohrung geführt ist.

11. Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der __ vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die

hydraulische Steuereinheit (22) zur Betätigung des

Arbeitskolbens (18) dergestalt dient, daß in einer der beiden Stellungen des Steuerschiebers (24) das der Speicherraum (30) mit der dem Speicherraum (30) abge_c wandten Seite Arbeitsraum (A 38) des Arbeitskolbens (18), und in der anderen Stellung des Steuerschiebers (24) der Arbeitsraum (A 38) mit dem Sammelraum (34) verbunden ist.

12. Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in das Druckgehäuse (10) eine Hochdruckpumpe formschlüssig integriert ist, die Hydraulikfluid vom Sammelraum (34) in den Speicherraum (30) fördert.

13. Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der

vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in das Druckgehäuse Fluidkanäle (50, 52, 54, 56, 58) zur Verbindung der Hochdruckpumpe (20) mit dem Speicherraum

(30) und mit dem Sammelraum (34) sowie zur Verbindung 20

des Speicherraumes (30) mit der Steuereinheit (22) und zur Verbindung der Steuereinheit (22) mit dem Arbeitsraum (A 38) und dem Sammelraum (34) eingelassen sind.

14. Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Steuereinheit (22) und die Hochdruckpumpe (20) diametral zueinander angeordnet sind.

15. Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der 30

vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein, im Speicherkolben (16) angeordnetes Überdruckventil (84) bei Drucküberschreitung im Speicherraum (30) das Hydraulikfluid in den Sammelraum (34) freigibt.

16. Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der

vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherkolben (16) und die Federanordnung mittels Übertragungsstangen (60) und einem Druckstück (62) fest _ miteinander gekoppelt sind.

17. Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsstangen (60), die die Federkraft auf den Speicherkolben (16) übertragen, symmetrisch zur Mittelachse des Speicherkolbens (16) angeordnet sind.

18. Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das

dem Gehäusedeckel abgewandte zylindrische Ende des 15

Druckgehäuses (10) als Gleitführung (74) für das Druckstück (62) zur Übertragung der Federkraft dient.

19. Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgehäuse (10), auf der der Gehäuseausnehmung abgewandten Seite einen am Umfang verlaufenden radialen Absatz als Widerlager (78) aufweist, auf dem sich die Federanordnung (26) abstützt.

20. Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der

vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgehäuse (10) für jede der Übertragungsstangen (60) eine Durchführung mit Gleitdichtung (94) aufweist.

21. Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der

vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung (26) konzentrisch zur Mittelachse des Speicherkolbens (16) ist.

22. Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der

vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Tellerfederpakete (80) für die Federanordnung (26) vorgesehen sind.

23· Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der

vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Gehäusedeckel (32) abgewandten Stirnfläche des Druckgehäuses (10) eine zentrale Gewindebohrung (134) vorgesehen ist, in der mittels Zylinderschraube (136) eine Haltevorrichtung (138) befestigbar ist.

.2*1. Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem

Gehäusedeckel (32) auf der dem Druckgehäuse (10) abge-15

wandten Seite ein Schalterflansch (124) angeformt ist, der an elektrische Hochspannungs-Leistungsschalter (100) anflanschbar ist.

25. Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine mechanische Stellanzeige (120) des Speicherkolbens (16) korrespondierend mit der verfügbaren Fluidrestmenge im Speicherraum (30) vorgesehen ist.

26. Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der

vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gehäusedeckel (32), ein von der mechanischen Stellanzeige (120) für den Speicherkolben (16) betätigbarer Endschalter (122) befestigt ist.

27. Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gehäusedeckel (32) eine elektrische Stellanzeige (128)

für den Arbeitskolben (18) befestigt ist, die mechanisch 35

über einen Hebel mit Gleitstück (130) zur Umsetzung der

translatorischen Bewegung des Arbeitskolbens (18) in eine Rotationsbewegung an eine Kupplung (132) anschließt, die starr mit dem Arbeitskolben (18) verbunden ist und gleichzeitig eine optische Stellanzeige (126) betätigt.

28. Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusedeckel (32) eine kragenförmige Anformung als Haubensockel (116) aufweist, an den eine die gesamte Vorrichtung nach außen witterungsfest abdichtende Abdeckhaube (114) angepaßt ist.

29. Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der

vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckhaube (114) teilbar und am Haubensockel (116) fixierbar ist und jederzeit z. B. für Wartungsarbeiten abnehmbar ist.

30. Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der

vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein externer Hydraulikspeicher (10·) zur zusätzlichen Bereitstellung von Druckfluid mit dem

Speicherraum (30) über eine Rohrleitung (40) oder eine 25

Schlauchleitung (40¹) verbunden ist.

31. Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (40, 40') an ein am Speicherraum (30)

angeordnetes Ventil (24) anschließt, so daß dieser gegen Druckabfall gesichert ist.

32. Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der

externe Hydraulikspeicher (10¹) über die Verbindungs-

Mp.-Nr. 534/84 .J, 3408909

leitung (40, 40·) mit Hydraulikfluid durch die Pumpe (20) des hydraulischen Antriebs speisbar ist.

33· Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (24) ein Mehrwegeventil ist.