EP0105152A1 - Hydrospeicher zur Bereitstellung von Druckfluid - Google Patents

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EP0105152A1
EP0105152A1 EP83108104A EP83108104A EP0105152A1 EP 0105152 A1 EP0105152 A1 EP 0105152A1 EP 83108104 A EP83108104 A EP 83108104A EP 83108104 A EP83108104 A EP 83108104A EP 0105152 A1 EP0105152 A1 EP 0105152A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
hydraulic accumulator
accumulator according
pressure
springs
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.)
Granted
Application number
EP83108104A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0105152B1 (de
Inventor
Gerhard Körner
Edelwald Lutz
Horst Ing. Grad. Plettner
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.)
BBC Brown Boveri AG Switzerland
BBC Brown Boveri AG Germany
Original Assignee
BBC Brown Boveri AG Switzerland
Brown Boveri und Cie AG Germany
BBC Brown Boveri AG Germany
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 BBC Brown Boveri AG Switzerland, Brown Boveri und Cie AG Germany, BBC Brown Boveri AG Germany filed Critical BBC Brown Boveri AG Switzerland
Publication of EP0105152A1 publication Critical patent/EP0105152A1/de
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Publication of EP0105152B1 publication Critical patent/EP0105152B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
    • F15B1/02—Installations or systems with accumulators
    • F15B1/04—Accumulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2201/00—Accumulators
    • F15B2201/20—Accumulator cushioning means
    • F15B2201/21—Accumulator cushioning means using springs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2201/00—Accumulators
    • F15B2201/30—Accumulator separating means
    • F15B2201/31—Accumulator separating means having rigid separating means, e.g. pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2201/00—Accumulators
    • F15B2201/40—Constructional details of accumulators not otherwise provided for
    • F15B2201/41—Liquid ports

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic accumulator for providing pressure fluid for a hydraulic system, in particular for actuating a medium or high-voltage circuit breaker, with a cylinder in which a piston is movable, on one side of which the pressure fluid is located, the piston being arranged by a spring arrangement for Generation of the pressure in the pressure fluid is applied.
  • Hydraulic accumulators of the type mentioned at the outset have become known which are used to provide pressurized fluid, e.g. Hydraulic oil, for a hydraulic control system to control or actuate a high-voltage circuit breaker.
  • pressurized fluid e.g. Hydraulic oil
  • hydraulic accumulators which are designed as containers and have a membrane in the interior of this container.
  • the pressure fluid is on one side of the membrane and gas on the other side.
  • the gas will pressurized and, as it is compressible in comparison to the pressure fluid, acts as a gas pressure spring for generating the pressure in the pressure fluid.
  • a piston is provided instead of a membrane, which is arranged so that it can be moved back and forth inside the container designed as a cylinder.
  • nitrogen N 2 is generally used as the gas.
  • gas as a gas pressure spring has advantages in that the pressure in the gas and thus also the pressure in the pressurized fluid can be kept approximately constant by suitable make-up.
  • the object of the invention is therefore to provide a hydraulic accumulator in which the disadvantages of the known hydraulic accumulators described above are avoided.
  • a hydraulic accumulator should also have a simple structure.
  • the spring arrangement is formed by at least one spiral spring which drives the piston according to the characterizing part of claim 2.
  • the roller is designed as a cam disk, which is dimensioned and shaped in such a way that the force on the piston remains constant even when the spring force of the coil springs changes during winding on the roller.
  • the band is expediently designed as a chain and, consequently, the cam disc, on which the band or chain is wound, as a toothed wheel disc.
  • tension or compression springs instead of coil springs according to the characterizing part of claim 6.
  • the tension or compression springs act on.
  • Rocker arms which, according to claim 7, transmit the spring force to the piston.
  • rocker arms to screws and pistons also achieves a torque compensation in which the effective lever of the rocker arm is reduced or enlarged in accordance with the position of the springs or the tension state of the springs by pivoting the rocker arms.
  • the particular advantages of the hydraulic accumulator according to the invention are that changes in the pressure in the pressure fluid, which can occur in gas pressure accumulators due to gas leakage and because of the temperature dependence of the gas, are avoided. This means that the amount of pressurized fluid need not be greater than necessary and also additional expenditure which is necessary to maintain the gas pressure, such as e.g. Devices for replenishing gas in the event of a leak can be eliminated. It is also only necessary to ensure sufficient tightness against the escape of pressure fluid; however, measures must not be taken to prevent gas from penetrating into the pressure fluid. As a result, the hydraulic accumulator according to the invention is significantly cheaper to manufacture and in particular in operation than a gas pressure hydraulic accumulator.
  • FIG. 2 Reference is first made to FIG. 2.
  • FIG. 2 shows a cylinder arrangement 10, in the interior of which a piston 12 can be displaced between two end positions.
  • the piston 12 is shown to the left of the center line when the cylinder is completely full and to the right of the center line is the piston 12 when the cylinder is completely empty.
  • the space 14 above the piston is the space that receives the pressure fluid.
  • the cylinder is closed in a pressure-tight manner by means of a cover 16 and at the top by means of a further cover 18, the further cover 18 having an annular extension 20 which projects into the interior of the space 12 and serves to limit the path of the piston 12.
  • a piston rod 22 is attached to the upper surface of the piston and is guided outwards through the annular extension 20 and the further cover 18.
  • a shoulder 24 is attached to which a chain 26 is attached.
  • This chain 26 is designed like a bicycle chain and consists of several chain links.
  • the cylinder In the area of the ring-shaped extension 20, the cylinder has an outlet 28 which runs transversely to the central axis of the cylinder and opens into a passage 30 which runs parallel to the central axis of the cylinder 10; this passage 30 also penetrates the cover 16. A further opening 32 is provided in the central region of the cover 16. If oil is now needed by the hydraulic control system, which is connected to the passage 30, then the oil, which acts under the pressure of the piston 12, in the direction of arrow F. strikes, stands and that is in the room 14, pressed in the direction of arrow G through the outlet 20 and the passage 30 to the hydraulic system.
  • the piston 12 is of course guided tightly inside the cylinder, just as a seal is provided between the cover 16 and 18 and the cylinder 10, respectively. How the individual elements are held together is of less importance here; they can be coupled to one another, for example, by means of flange connections or other fastening elements.
  • the chain 26 With its free end, the chain 26 is fastened to a cam disk 34, the radius R of which is reduced in a spiral shape, so that a cam surface 36 is formed, the task of which will be explained in more detail below.
  • the cam disc 34 is attached to a drive shaft 38 which is coupled to a gear 40. This gear wheel is supported together with the drive shaft 38 on a base plate 42.
  • Spiral spring assemblies 44 and 46, 48 and 50 are supported between the drive shaft 38 and the gear 40 and act on two axes 52 and 54, on which gear wheels 56 and 58 (see FIG. 2) are fastened.
  • the gears 56 and 58 and the gear 40 are wrapped in a drive chain 60.
  • a toothed belt or the like can also be used.
  • a deflection wheel 62 Immediately in the area of the gear 40 is a deflection wheel 62, the periphery of which affects the extension of the center line of the piston rod, the shape that in the area between the tangential point T and the point of application of the chain 26 on the piston rod, the chain 26 always exactly in the direction of Piston rod runs.
  • the cam surface 36 can also have a gear design that is adapted to the chain or the distance between the chain links of the chain 60.
  • the coil springs have released a certain energy, their spring force will change due to the spring characteristic of the coil springs. This change in the spring force can be compensated for by the cam surface 36.
  • the cam surface 36 When the chain 26 is wound onto the cam surface 36, the radius of the force application point on the chain 26 changes and thus the torque acting on the chain 26 and thus the driving force for the piston.
  • a driving force or tightening force that is constant at any position of the piston and thus an approximately constant pressure in any position of the piston can be generated.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the invention.
  • a cylinder 74 which is tubular in shape, is formed on a base plate 70 by means of screw connections 72 is screwed on. Inside the cylinder 74, a piston 76 is movable back and forth. In the base plate 70 there is an outlet opening 76 which is connected to the hydraulic system.
  • the high-pressure chamber 80 is located between the base plate 70, the cylinder 74 and the piston 76.
  • a piston rod 82 is fastened to the piston on the side of the piston 76 opposite the high-pressure chamber.
  • a container 84 is fastened on the end face of the cylinder opposite the base plate 70 by means of a screw connection 86 and has an outer wall 88 and an inner wall 90, the inner wall covering only approximately half of the outer wall 88.
  • the inner wall 90 is covered by a cover 92 with a through opening 94.
  • the outer wall 88 is closed at the top by means of an end cover 96.
  • calmed oil with low pressure whereas outside the cover 92, but still within the space formed by the outer wall 88 and the end cover 96, there is oil foamed with low pressure.
  • the piston rod 82 seals through the cover 96; at its upper end a support ring 98 is firmly attached, for example by means of a screw connection.
  • This support ring 98 has on its side opposite the piston rod a pin 100 which is guided in a bore 102 of a cross member 106 which is fixedly connected to the base plate 70 by means of bolts 104.
  • a radially extending support surface 108 is located on the support ring 98.
  • the base plate 70 has recesses 110 distributed around the circumference, which serve for the passage of a tube 112.
  • a support plate is supported above the base plate 120 on two bearing bolts 122 on the base plate.
  • a support 124 At the upper end of the rod 112 there is a support 124, to which a tab 126 is attached, which is penetrated by a bolt 128 with which it is articulated on a double-arm lever 130.
  • a plate spring assembly consisting of a number of plate springs 132. From FIG. 4 it can be seen that a total of six such plate spring constructions and six double-arm levers 130 are arranged on the circumference.
  • the double arm lever 130 is articulated on an extension 134 on the cross member via an axis 136.
  • the inner end of the double arm lever has a spherical shape 138, which rests on the surface 108.
  • the plate 124 is displaceable against the plate 120 so that the plate springs 132 can be tensioned (see left of the center line) or relaxed (see right of the center line of FIG. 3).
  • the plate spring assemblies 132 can be pivoted in the double arrow direction T due to their support in the bearing pin 122, as can be seen from the arrangement of the two plate springs to the left and right of the central axis. In the arrangement on the left, the distance D1 + D2 is small, and in the arrangement on the right, there is a distance.
  • the arrangement on the left side of the center line is in the tensioned state, ie that the Piston is in the position in which the memory is completely filled with pressurized fluid.
  • pressure oil is drawn off or extracted through the opening or the passage 76, the piston moves downwards under the pressure of the springs 132, whereby the plate spring assemblies at their upper end with their axis 128 swivel outwards; due to the increased leverage, the reduction in spring force is compensated for upon further relaxation, so that the leverage of the double-arm lever 130 keeps the pressure in the fluid approximately constant.
  • coil springs can also be used; it is of course also possible to use only a single coil spring; However, this must be of a correspondingly large size and, moreover, it is also necessary to provide a support plate, which comprises the entire arrangement, in the upper region, which then acts on the angle levers 130, which, however, cannot be articulated with the screw.
  • a relief valve 140 is accommodated in the piston 76, which extends through the piston 76 with a valve rod 142 and projects beyond it on the side opposite the high-pressure chamber 80.
  • the valve rod 142 abuts against a boundary surface 144 on the low pressure container 84, 88, 90 and 96 and opens the relief valve 140, so that a passage from the high pressure chamber 80 to the low pressure chamber is released.

Abstract

Ein Hydrospeicher zur Erzeugung von Druckfluid für eine hydraulische Anlage, insbesondere zur Betätigung eines Hochspannungs- oder Mittelspannungsleistungsschalter besitzt einen Zylinder (10), in dem ein Kolben (12) verschiebbar ist. Auf der einen Seite des Kolbens (12) befindet sich das Druckfluid und der Kolben (12) wird durch eine Federanordnung (44, 46), die bei bekannten Hydrospeichern durch eine Gasfeder gebildet ist, zur Erzeugung des Druckfluids beaufschlagt. Zur Vereinfachung der Anordnung und insbesondere zur Verhinderung von Nachschleusen von Druckgas ist als Federanordnung eine mechanische Federanordnung vorgesehen; man kann dabei Spiralfedern (44, 46) oder auch Schraubenfedern verwenden. Diese Federn erzeugen mechanisch den konstanten Druck im Druckfluid, wobei Mittel (36) vorgesenen sind, um Veränderungen der Federkraft beim Entspannen der Federn auszugleichen, so daß in jeder Stellung des Kolbens (12) im Zylinder (10) der gleiche Druck im Druckfluid herrscht.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Hydrospeicher zur Bereitstellung von Druckfluid für eine hydraulische Anlage, insbesondere zur Betätigung eines Mittel- oder Hochspannungsleistungsschalters, mit einem Zylinder, in dem ein Kolben bewegbar ist, auf dessen einer Seite sich das Druckfluid befindet, wobei der Kolben durch eine Federanordnung zur Erzeugung des Druckes im Druckfluid beaufschlagt ist.
  • Es sind Hydrospeicher der eingangs genannten Art bekanntgeworden, die zur Bereitstellung von Druckfluid, z.B. Hydrauliköl, für eine hydraulische Steueranlage zur Ansteuerung bzw. Betätigung eines HochspannungsLeistungsschalters dienen.
  • Es gibt Hydrospeicher, die als Behälter ausgebildet sind und im Inneren dieses Behälters eine Membrane aufweisen. Auf der einen Seite der Membrane befindet sich das Druckfluid und auf der anderen Seite Gas. Das Gas wird unter Druck gesetzt und wirkt, da es kompressibel ist im Vergleich zum Druckfluid, als eine Gasdruckfeder zur Erzeugung des Druckes im Druckfluid. Insbesondere bei Hochspannungsschaltanlagen wird anstatt einer Membran ein Kolben vorgesehen, der im Inneren des als Zylinder ausgebildeten Behälters hin und her verschiebbar angeordnet sind. Bei den letztgenannten Hydrospeichern wird als Gas im allgemeinen Stickstoff N2 verwendet. Die Ausnutzung des Gases als Gasdruckfeder hat insofern Vorteile, als man durch geeignete Nachspeisung den Druck im Gas und damit auch den Druck im Druckfluid annähernd konstant halten kann. Da aber grundsätzlich Gas nachgefüllt bzw. nachgefördert werden muß, ist der Aufwand, der sich in den Betriebskosten niederschlägt, relativ hoch; darüberhinaus müssen auch besondere Maßnahmen getroffen werden, um ein Eindringen von Gas auf die Seite des Druckfluids und umgekehrt ein Eindringen von Druckfluid auf die.Gasseite und ein Entweichen des vorgespannten Gases in die Atmosphäre zu vermeiden. Bei Änderungen der Temperatur kann sich die Membran oder der Kolben im Behälter verschieben, so daß zum Ausgleich eine entsprechend große Druckfluidmenge vorhanden sei und auf Druck gehalten werden muß, so daß eine ausreichende Versorgung der hydraulischen Steueranlage mit Druckfluid auch bei tiefen Temperaturen sichergestellt ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Hydrospeicher zu schaffen, bei dem die oben geschilderten Nachteile der bekannten Hydrospeicher vermieden sind. Auch soll ein derartiger Hydrospeicher einfach aufgebaut sein.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Federanordnung mechanische Federn z.B. Schraubenfedern, Tellerfedern oder Spiralfedern Verwendung finden.
  • In einer ersten Ausführungsform ist die Federanordnung durch mindestens eine Spiralfeder gebildet, die gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 2 den Kolben antreibt.
  • Es ist nun so, daß die Federkraft derartiger Spiralfedern nicht über den gesamten Federweg konstant bleibt. Aus diesem Grunde wird gemäß dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruches 3 die Rolle als Kurvenscheibe ausgebildet, die derart bemessen und geformt ist, daß die Kraft auf den Kolben auch bei Änderung der Federkraft der Spiralfedern beim Aufwickeln auf die Rolle konstant bleibt.
  • Zweckmäßigerweise ist das Band als Kette und demzufolge die Kurvenscheibe, auf die das Band bzw. die Kette aufgewickelt wird, als Zahnradscheibe ausgebildet.
  • Es besteht auch die Möglichkeit, anstatt Spiralfedern Zug- oder Druckfedern gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 6 zu verwenden. Die Zug- oder Druckfedern wirken auf.Kipphebel, die gemäß Anspruch 7 die Federkraft auf den Kolben übertragen.
  • Durch die mechanische Zuordnung von Kipphebel zu Schrauben und Kolben wird ebenfalls ein Drehmomentenausgleich erzielt, in. dem nämlich der wirksame Hebel des Kipphebels entsprechend der Stellung der Federn bzw. dem Spannungszustand der Federn durch Verschwenken der Kipphebel verkleinert oder vergrößert wird.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransrüchen zu entnehmen.
  • Die besonderen Vorteile des erfindungsgemäßen Hydrospeichers bestehen darin, daß Änderungen des Druckes im Druckfluid, die bei Gasdruckspeichern wegen Leckage des Gases und wegen der Temperaturabhängigkeit des Gases auftreten können, vermieden werden. Damit braucht die Druckfluidmenge nicht größer als notwendig zu sein und auch zusätzliche Aufwendungen, die zur Aufrechterhaltung des Gasdruckes erforderlich sind, wie z.B. Einrichtungen zum Nachspeisen von Gas bei einer Leckage, können wegfallen. Auch ist nur für ausreichende Dichtigkeit gegen Austreten von Druckfluid zu sorgen; nicht aber sind Maßnahmen zu treffen, um ein Eindringen von Gas in das Druckfluid zu verhindern. Dadurch ist der erfindungsgemäße Hydrospeicher in der Herstellung und insbesondere im Betrieb deutlich kostengünstiger als ein Gasdruck-Hydrospeicher.
  • Anhand der Zeichnung, in der zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.
  • Es zeigt:
    • Fig. 1 eine Aufsicht auf eine erste Ausführungsform eines Hydrospeichers,
    • Fig. 2 eine Schnittansicht gemäß Linie II-II der Fig.1,
    • Fig. 3 eine Seitensicht einer zweiten Ausführungsform eines Hydrospeichers und
    • Fig. 4 eine Ausicht von unten auf den Hydrospeicher nach Fig. 3.
  • Es sei zunächst bezug genommen auf die Fig. 2.
  • Die Figur 2 zeigt eine Zylinderanordnung 10, in deren Innenraum ein Kolben 12 zwischen zwei Endstellungen verschiebbar ist. Links von der Mittellinie ist der Kolben 12 bei vollständig gefülltem Zylinder und rechts von der Mittellinie ist der Kolben 12 bei vollständig entleertem Zylinder dargestellt. Der Raum 14 oberhalb des Kolbens ist der das Druckfluid aufnehmende Raum. Nach unten hin ist der Zylinder mittels eines Deckels 16 und nach oben hin mittels eines weiteren Deckels 18 druckdicht abgeschlossen, wobei der weitere Deckel 18 einen ins Innere des Raumes 12 ragenden ringförmigen Fortsatz 20 aufweist, der zur Begrenzung des Weges des Kolbens 12 dient. An der oberen Fläche des Kolbens ist eine Kolbenstange 22 angebracht, die durch den ringförmigen Fortsatz 20 und den weiteren Deckel 18 hindurch nach außen geführt ist. Am äußeren Ende der Kolbenstange 22 ist ein Ansatz 24 angebracht, an der eine Kette 26 befestigt ist. Diese Kette 26 ist ähnlich einer Fahrradkette ausgebildet und besteht aus mehreren Kettengliedern. Im Bereich des ringförmigen Fortsatzes 20 besitzt der Zylinder einen quer zur Mittelachse des Zylinders verlaufenden Auslaß 28, der in einen parallel zur Mittelachse des Zylinders 10 verlaufenden Durchlaß 30 einmündet; dieser Durchlaß 30 durchdringt auch den Deckel 16. Im mittleren Bereich des Deckels 16 ist eine weitere Öffnung 32 vorgesehen. Wenn nun von der hydraulischen Steueranlage, die am Durchlaß 30 angeschlossen ist, Öl gebraucht wird, dann wird das Öl, das unter dem Druck des Kolbens 12, der in Pfeilrichtung F beaufschlagt ist, steht und das sich im Raum 14 befindet, in Pfeilrichtung G durch den Auslaß 20 und den Durchlaß 30 hin zur hydraulischen Anlage gepreßt. Der Kolben 12 ist natürlich im Inneren des Zylinders dicht geführt, ebenso wie zwischen dem Deckel 16 bzw. 18 und dem Zylinder 10 je eine Dichtung vorgesehen ist. Wie die einzelnen Elemente zusammengehalten sind, ist hier von geringerer Bedeutung; sie können beispielsweise mittels Flanschverbindungen oder sonstiger Befestigungselementen miteinander gekuppelt werden.
  • Mit ihrem freien Ende ist die Kette 26 an einer Kurvenscheibe 34 befestigt, deren Radius R sich spiralförmig verkleinert, so daß eine Kurvenfläche 36 gebildet ist, deren Aufgabe weiter unten näher erläutert werden soll. Die Kurvenscheibe 34 ist an einer Antriebswelle 38 befestigt, die mit einem Zahnrad 40 gekuppelt ist. Dieses Zahnrad ist zusammen mit der Antriebswelle 38 auf einer Grundplatte 42 aufgelagert.
  • Zwischen der Antriebswelle 38 und dem Zahnrad 40 befinden sich Spiralfederpakete 44 und 46, 48 und 50 (siehe Figur 1) aufgelagert, die auf zwei Achsen 52 und 54 wirken, auf denen Zahnräder 56 und 58 (siehe Figur 2) befestigt sind. Die Zahnräder 56 und 58 und das Zahnrad 40 sind von einer Antriebskette 60 umschlungen. Anstatt einer Antriebskette 60 kann auch ein Zahnriemen oder dergleichen verwendet werden.
  • Unmittelbar im Bereich des Zahnrades 40 befindet sich ein Umlenkrad 62, dessen Pheripherie die Verlängerung der Mittellinie der Kolbenstange tangiert, der Gestalt, daß in dem Bereich zwischen dem Tangentialpunkt T und dem Angriffspunkt der Kette 26 an der Kolbenstange die Kette 26 immer exakt in Richtung der Kolbenstange verläuft.
  • Aus der Figur 1 ist ersichtlich, daß zwei Zahnräderpaare jeweils einander zugeordnet sind; demzufolge sind auch zwei Antriebsketten 60 vorgesehen. Die Spiralfederpakete 44 bis 50 sind von einem Gehäuse 64 umgeben, in dem vier Spiralfedern 66, von denen je zwei auf eine der Achsen 52 und 54 wirken, untergebracht sind.
  • Wenn Drucköl entnommen wird, dann geben die Spiralfedern ihre Kraft an die Antriebskette 60 weiter, wodurch das Zahnrad 40 verdreht wird und die Kette 26 auf der Kurvenfläche 36 aufgewickelt wird. Dementsprechend kann auch die Kurvenfläche 36 eine Zahnradausbildung haben, die der Kette bzw. der Abstand der Kettenglieder der Kette 60 angepaßt ist.
  • Wenn die Spiralfedern eine bestimmte Energie abgegeben haben, wird sich ihre Federkraft aufgrund der Federkennlinie der Spiralfedern ändern. Diese Änderung der Federkraft kann durch die Kurvenfläche 36 ausgeglichen werden. Beim Aufwickeln der Kette 26 auf die Kurvenfläche 36 ändert sich der Radius des Kraftangriffspunktes an der Kette 26 und damit das auf die Kette 26 wirkende Drehmoment und damit die Antriebskraft für den Kolben. Man kann durch geeignete Bemessung der Kurvenfläche 36 eine in jedem Stand des Kolbens konstante Antriebskraft bzw. Anzugskraft und damit einen in jeder Stellung des Kolbens annähernd konstanten Druck erzeugen.
  • Die Figur 3 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Erfindung.
  • Auf einer Grundplatte 70 ist mittels Schraubenverbindungen 72 ein Zylinder 74, der rohrförmig ausgebildet ist, aufgeschraubt. Im Inneren des Zylinders 74 ist ein Kolben 76 hin und her beweglich verschiebbar. In der Grundplatte 70 befindet sich eine Auslaßöffnung 76, die mit der hydraulischen Anlage verbunden ist. Zwischen der Grundplatte 70, dem Zylinder 74 und dem Kolben 76 befindet sich der Hochdruckraum 80. Auf der dem Hochdruckraum gegenüberliegenden Seite des Kolbens 76 ist an dem Kolben eine Kolbenstange 82 befestigt. Auf der der Grundplatte 70 gegenüberliegenden Stirnfläche des Zylinders ist ein Behälter 84 mittels einer Schraubverbindung 86 befestigt, der eine Außenwandung 88 und eine Innenwandung 90 besitzt, wobei die Innenwandung nur annähernd die Hälfte der Außenwandung 88 überdeckt. Am freien Ende, also im mittleren Bereich, ist die Innenwandung 90 mittels eines Deckels 92 mit einer Durchgangsöffnung 94 abgedeckt. Die Außenwandung 88 ist nach oben hin mittels eines Abschlußdeckels 96 abgeschlossen. In dem durch die Innenwandung 90 und die Außenwandung 88 gebildeten Raum befindet sich sogenanntes beruhigtes Öl mit Niederdruck, wogegen außerhalb des Deckels 92, aber noch innerhalb des durch die Außenwandung 88 und den Abschlußdeckel 96 gebildeten Raum aufgeschäumtes Öl mit Niederdruck vorhanden ist. Die Kolbenstange 82 durchgreift abgedichtet den Deckel 96; an ihrem oberen Ende ist ein Auflagering 98 beispielsweise mittels einer Schraubverbindung fest angebracht. Dieser Auflagering 98 besitzt auf seiner der Kolbenstange gegenüberliegenden Seite einen Zapfen 100, der in einer Bohrung 102 eines mit der Grundplatte 70 mittels Bolzen 104 fest verbundenen Traversenelementes 106 geführt ist. Am Auflagering 98 befindet sich eine radial verlaufende Auflagefläche 108.
  • Die Grundplatte 70 besitzt am Umfang verteilt Ausnehmungen 110, die zum Durchlaß eines Rohres 112 dienen. Oberhalb der Grundplatte stützt sich eine Auflageplatte 120 auf zwei Lagerbolzen 122 auf der Grundplatte ab.
  • Am oberen Ende der Stange 112 befindet sich eine Auflage 124, an der eine Lasche 126 angebracht ist, die von einem Bolzen 128 durchgriffen ist, mit dem sie an einem Doppelarmhebel 130 angelenkt ist. Zwischen der Auflage 124 und der Platte 120 befindet sich ein Tellerfederpaket aus einer Anzahl von Tellerfedern 132. Aus der Figur 4 ist ersichtlich, daß am Umfang insgesamt sechs derartiger Tellerfederkonstruktionen und sechs Doppelarmhebel 130 angeordnet sind.
  • Der Doppelarmhebel 130 ist an einem Fortsatz 134 an dem Traversenelement über eine Achse 136 gelenkig aufgelagert. Das innere Ende des Doppelarmhebels besitzt eine ballige Ausformung 138, die auf der Fläche'108 aufliegt. Die Platte 124 ist gegen die Platte 120 verschiebbar, so daß die Tellerfedern 132 gespannt (siehe links von der Mittellinie) oder entspannt (siehe rechts von der Mittellinie der Fig. 3) sein können. Die Tellerfederpakete 132 sind aufgrund ihrer Auflagerung in dem Lagerbolzen 122 in Doppelpfeilrichtung T verschwenkbar, wie man aus der Anordnung der beiden Tellerfedern links und rechts der Mittelachse erkennen kann. In der Anordnung links ist der Abstand D1 + D2 klein und in der Anordnung rechts hat sich dieser. Abstand vergrößert, wodurch das durch die Tellerfedern 132 bewirkte und erzeugte Drehmoment auf den Ring 98 vergrößert wird. Im völlig gespannten Zustand ist dieses Drehmoment annähernd so groß wie im entspannten Zustand, wodurch die auf dem Ring 98 ausgeübte Druckkraft auch bei kleiner werdender Federkraft annähernd konstant bleibt.
  • Wie gesagt, ist die Anordnung auf der linken Seite der Mittellinie im gespannten Zustand, d.h., daß sich der Kolben in der Stellung befindet, in der der Speicher vollständig mit Druckfluid gefüllt ist. Wenn nun bei einer Schalthandlung oder bei einer Steuerhandlung in der hydraulischen Steueranlage durch die Öffnung oder den Durchlaß 76 Drucköl abgezapft oder entnommen wird, bewegt sich der Kolben unter dem Druck der Federn 132 nach unten, wodurch die Tellerfederpakete an ihrem oberen Ende mit ihrer Achse 128 nach außen verschwenken; aufgrund der vergrößerten Hebelwirkung wird die Verringerung der Federkraft bei weiterer Entspannung ausgeglichen, so daß durch die Hebelwirkung der Doppelarmhebel 130 der Druck im Fluid annähernd konstant gehalten wird.
  • Anstatt mehrerer Tellerfederpakete können auch Schraubenfedern verwendet werden; es besteht natürlich auch die Möglichkeit, nur eine einzige Schraubenfeder zu verwenden; diese muß allerdings entsprechend groß ausgebildet sein und darüber hinaus ist auch erforderlich, eine die gesamte Anordnung umfassende Tragplatte im oberen Bereich vorzusehen, die dann auf die Winkelhebel 130, die allerdings nicht mit der Schraube gelenkig verbunden sein können, einwirkt.
  • Im Kolben 76 ist ein Entlastungsventil 140 untergebracht, das mit einer Ventilstange 142 den Kolben 76 durchgreift und diesen auf der dem Hochdruckraum 80 entgegengesetzten Seite überragt. Wenn der Kolben 76 in die oberste Stellung vom Druckfluid z.B. aufgrund einer Überlastung im hydraulischen Steuersystem gedrückt wird, schlägt die Ventilstange 142 gegen eine Begrenzungsfläche 144 am Niederdruckbehälter 84, 88, 90 und 96 an und öffnet das Entlastungsventil 140, so daß ein Durchlaß vom Hochdruckraum 80 zum Niederdruckraum freigegeben wird.

Claims (12)

1. Hydrospeicher zur Bereitstellung von Druckfluid für eine hydraulische Anlage, insbesondere zur Betätigung eines Mittel- oder Hochspannungsleistungsschalters, mit einem Zylinder, in dem ein Kolben bewegbar ist, auf dessen einer Seite sich das Druckfluid befindet, wobei der Kolben durch eine Federanordnung zur Erzeugung des Druckes im Druckfluid beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Federanordnung mechanische Federn (44, 46, 48, 50; 132), z.B. Schraubenfedern, Tellerfedern oder Spiralfedern Verwendung finden.
2. Hydrospeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung durch mindestens eine Spiralfeder (44 bis 50; 66) gebildet ist, die auf ein Antriebsritzel (40) eines Bandzuges (26) wirkt und diesen in Drehung zu versetzen und den Bandzug auf eine Rolle (34, 36) aufzuwickeln bestrebt ist, welcher Bandzug mit dem Kolben (12) bzw. der Kolbenstange des Kolbens verbunden ist.
3. Hydrospeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (34, 36) eine Kurvenscheibe ist, deren Kurvenfläche derart bemessen ist, daß die Kraft auf den Kolben (12) auch bei Änderung der Federkräfte beim Aufwickeln konstant bleibt.
4. Hydrospeicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bandzug (26) eine Kette ist und die Kurvenscheibe (34) als Zahnradscheibe ausgebildet ist.
5. Hydrospeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kurvenscheibe (34) und Kolben (12) bzw. Kolbenstange (22) eine Umlenkrolle (62) für den Bandzug (26) vorgesehen ist, deren Rand den Bereich der Verlängerungslinie der Kolbenmittellinie tangiert, so daß der Bandzug immer in Richtung der Kolbenmittellinie verläuft.
6. Hydrospeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Federanordnung mindestens eine Zug-oder Druckfeder (132), z.B. Schrauben- oder Tellerfeder, Verwendung findet, wobei dann, wenn mehrere Federn vorgesehen sind, diese am Umfang des Hydrospeichers gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
7. Hydrospeicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfedern (132) an einem Ende an jeweils einem annähernd in seiner Mitte dreh- bzw. schwenkbar gelagerten Kipphebel (130) angreifen, dessen anderes, inneres Ende auf den Kolben (76) einwirkt.
8. Hydrospeicher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kipphebel (130) bezogen auf die Mittelachse des Kolbens (76) annähernd senkrecht dazu angeordnet sind, wobei die Schwenkebene der Kipphebel durch die Mittelachse des Kolbens verläuft.
9. Hydrospeicher nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kipphebel (130) zumindest an ihren dem Kolben (76) zugewandten Ende in dem Auflagerungsbereich eine annähernd halbkreisförmige Kurvenfläche (138) aufweisen, die gegen eine mit dem Kolben verbundene Auflagefläche (108) anliegen.
10. Hydrospeicher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Grundplatte (70) vorgesehen ist, auf der der Zylinder (74) befestigt ist, in dem sich der Kolben (76) bewegt, daß mittels Verbindungsbolzen (104) in Abstand zu der Grundplatte ein Traversenelement (106) vorgesehen ist, wobei der Zylinder und die Kolbenstange zwischen der Grundplatte und dem Traversenelement untergebracht sind, und daß die Kipphebel (130) an dem Traversenelement gelenkig aufgelagert sind.
11. Hydrospeicher nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochdruckraum (80) und der Niederdruckraum der hydraulischen Anlage eine Einheit miteinander bilden, daß die Kolbenstange (82) durch die Niederdruckeinheit hindurchgreift und an ihrem freien Ende einen Auflagering (98) aufweist, der die quer zur Mittelachse der Kolbenstange verlaufende Auflagefläche (108) bildet.
12. Hydrospeicher nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Kolben ein Entlastungsventil vorgesehen ist, das beim Anschlag des Kolbens gegen eine Begrenzungsfläche am Zylinder geöffnet wird und den Hochdruckraum auf der einen Seite des.Kolbens mit dem Niederdruckraum im Bereich der Kolbenstange verbindet.
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