Hydraulischer Antrieb

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Antrieb, insbesondere für Hochspannungsleistungsschalter, mit einem als Differentialkolben ausgebildeten und mit einer des Druckgehäuse mittig durchdringenden Kolbenstange versehenen Arbeitskolben, der in einer in einem Druckgehäuse befindlichen einseitigen axialen Ausnehmung geführt ist und auf der einen Seite ständig unter der Kraft eines Energiespeichers steht und dessen andere Seite wahlweise mit Druck beaufschlagbar oder vom Druck entlastbar ist.

[0002] Ein derartiger Antrieb ist aus der DE-A- 2828 958 bekannt, bei dem ein Differentialkolben von einem separat angeordneten Energiespeicher mit Hydraulikfluid beaufschlagt wird. Eine solche räumliche Trennung führt zwangslaufig zur Verlegung von Druckleitungen, die anfallig 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.

[0003] 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.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnender Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

[0005] Durch Anwendung der Erfindung ergibt sich die Möglichkeit, jederzeit, d.h. auch bei Störung oder Unterbrechung der Energiezufuhr, den hydraulischen Antrieb bestimmungsgemäß zu betätigen, da Antrieb und Energiespeicher eine Baueinheit bilden.

[0006] In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Ausnehmung als stufenförmige Zylinderbohrung eingebracht, 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.

[0007] Zweckmäßigerweise wird die Ausnehmung im Druckgehäuse mit einem Gehausedeckel verschlossen, wobei dieser eine topfförmige Auswölbung aufweist, die den Sammelraum für das Hydraulikfluid aufnimmt.

[0008] 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 starr gekoppelt ist.

[0009] Zur Vermeidung zusätzlicher Haltevorrichtungen und damit 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 Außenkontur auf, die als Gleitführung des kreisrunden Druckstücks dient.

[0010] Zweckmäßigerweise wird der Federspeicher aus-Tellerfederpaketen gebildet. Diese Maßnahme bietet den bekannten Vorteil, daß bei entsprechender Wahl von Abmessung und Vorspannkraft ein nahezu konstanter Kraftverlauf über den Federweg einstellbar ist, so daß der Hydraulikspeicher über seinen gesamten Betriebsbereich nahezu konstanten Druck aufweist.

[0011] In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist der Gehäusedeckel in Verlängerung des Druckgehäuses einen angeformten Schalterflansch auf, an den ein Hochspannungsleistungsschalter befestigt werden kann.

[0012] Zur Kontrolle des jeweiligen Speicherinhaltes des Hydraulikspeichers dient eine mechanische Stellungsanzeige, die in Verlängerung einer der Übertragungsstangen einen am Gehäusedeckel befestigten Endschalter betätigt.

[0013] Zur Kontrolle der Stellung des Arbeitskolbens sind eine mechanische und elektrische Stellungsanzeige vorgesehen, 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.

[0014] Im Sinne einer kompakten Bauweise sind im Bereich des Speicherraumes sich diametral gegenüberliegend eine Hochdruckpumpe und eine hydraulische Steuereinheit in das Druckgehäuse integriert, wobei der zur hydraulischen Steuereinheit gehörende Steuerschieber in einer parallel zur Mittelachse des Speicherkolbens verlaufenden Bohrung liegt.

[0015] Ein weiterer Vorteil, der sich aus dieser Gestaltung ergibt, beruht darauf, daß sämtliche hydraulischen Verbindungen zwiscben den Druckräumen und der Hochdruckpumpe sowie der hydraulischen Steuereinheit in Form von in das Druckgehäuse eingelassenen Fluidkanälen ausgebildet sind, so daß extern verlegte Druckleitungen entfallen. Die Fluidkanäle sind so ausgeführt, daß Hydraulikfluid vom Sammelraum in den Speicherraum gefördert wird und von dort über die dreiwegige Steuereinheit vom Speicherraum 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.

[0016] 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 ein. Die Federkraft der Druckfeder ist so einzustellen, daß der Verriegelungsstift bei Betriebsdruck im Speicherraum des Hydraulikfluids infolge der auf seine hervorragende Stirnfläche wirkenden Kraft in seine Bohrung zurückgleitet.

[0017] 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.

[0018] Zur Erhöhung der Speicherkapazität können ein oder mehrere zusätzliche, extern angeordnete und von Fremdenergiezufuhr unabhängige, gleichartig aufgebaute Hydraulikspeicher, d.h. Aggregate 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.

[0019] Die Verbindungsleitungen können starr, d.h. fest, oder flexibel, z.B. als Panzerschlauch verlegt sein. Die Ventile sind erfindungsgemäß als Mehrwegeventil ausgestaltet und zweckmäßigerweise am hydraulischen Antrieb angeordnet, um den Druckabfall im Speicherraum bei beschädigten Verbindungen zu verhindern. Dabei kann der Ort der oder des Zusatzspeichers den jeweiligen örtlichen Gegebenheiten entsprechend festgelegt werden.

[0020] Anhand einer Schemaskizze und eines Ausführungsbeispiel soll in den Figuren und Figurenbeschreibung der Erfindungsgedanke und seine Ausgestaltungsmöglichkeiten noch einmal erläutert und konkreter veranschaulicht werden.

[0021] 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 Hydraulikspeicher in Arbeitsstellung (z.B. Schalter geschlossen),

Fig. 4 Seitenansicht der Anschlußseite (Schalterseite),

Fig. 5 Prinzipskizze der Anordnung mit einem externen Hydraulikspeicher.

[0022] 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 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 Speicherkolben 16 und das Druckgehäuse 10 durchdringt zwecks Betätigung eines elektrischen Schalters 100, und der den Speicherraum 30 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 SammeIraum 34 verbunden vom Druck entlastbar ist. Eine Hochdruckpumpe 20 fördert über Fluidkanäle 50, 52 vom Sammelraum 34 Druckfluid in den Speicherraum 30.

[0023] 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 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 Gehausedeckel 32.

[0024] 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.

[0025] Der Speicherzylinder 12 dient zur Aufnahme eines Speicherkolbens 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 Bohrungen angeordnet, die je eine Übertragungsstange 60 aufnehmen.

[0026] Auf dem dem Kragen 90 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 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.

[0027] Der freie Zugang für das Hydraulikfluid vom Speicherraum 30 zu einem Arbeitsraum 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, der, als Differentialkolben ausgebildet, auf beiden Kolbenflachen ringförmig sich verjüngende Absatze 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 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 einen federbelasteten Verriegelungsstift 46 angepaßt ist. In den Boden 48 des Arbeitszylinders 14 mündet ein Fluidkanal 54, der axial parallel verlaufend zum Arbeitszylinder 14 die Verbindung zur hydraulischen Steuereinheit 22 herstellt. Über einen Fluidkanal 56 ist die hydraulische Steuereinheit mit dem Speicherraum 30 verbunden, über einen Fluidkanal 58 mit dem Sammelraum 34.

[0028] Die Hochdruckpumpe 20 ist über einen Fluidkanal 50 mit dem Sammelraum 34 verbunden und über einen Fluidkanal 52 mit dem Speicherraum 30.

[0029] Unmittelbar neben der Prallbüchse 110 ist in radialer Richtung in den Arbeitszylinder 14 der federbelastete Verriegelungsstift 46 als druckgesteuerte Verriegelung angeordnet, der bei in Arbeitsstellung befindlichem Arbeitskolben 18 mit der vorgesehenen Ringnut 44 fluchtet.

[0030] 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 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 kraftschlüssig fixiert sind.

[0031] 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.

[0032] 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 stützen sich hierbei einerseits gegen das Druckstück 62 andererseits gegen ein am Umfang des Druckgehäuses 10 eingearbeitetes Widerlager 78 ab.

[0033] Der Gehäusedeckel 32 wird in einer zentralen Bohrung 108 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 32 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 elektrischer 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 Stellanzeige 120 ist an den Haubensockel eine optische Ableseeinrichtung 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.

[0034] 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 weiterem Druckanstieg öffnet sich das Überdruckventil 84, und Hydraulikfluid gelangt durch die Bohrung 86 vom Speicherraum 30 in den Sammelraum 34.

[0035] Werden in der hydraulischen Steuereinheit 22 die Fluid 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 der gleiche Druck ansteht. Da jedoch die dem Arbeitsraum A 38 zugewandte Kolbenfläche des Arbeitskolbens 18 um den Querschnitt der Kolbenstange 28 größer ist als die gegenüberliegende Kolbenfläche wird der Arbeitskolben 18 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 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.

[0036] Mit jedem Schaltvorgang Ein/Aus wird ein dem Volumen des Arbeitsraums 38 entsprechende Volumeneinheit an Hydraulikfluid aus dem Speicherraum 30 verbraucht. Die geforderte Anzahl der ohne Fremdenergiezufuhr zu ermöglichenden Schaltvorgange bestimmt die Größe des Speichervolumens, das wie eingangs erläutert unter nahezu konstanter 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 gesteuert werden.

[0037] Zur Vermeidung mechanischer Beschädigungen des Arbeitskolbens 18 infolge seiner raschen Bewegung von Ruhestellung in Arbeitsstellung und umgekehrt sind die eingangs erwähnten Aufpralldämpfer 88 vorgesehen.

[0038] 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 Bewegung abgebremst wird.

[0039] In Figur 5 ist schematisch gezeigt, wie ein externer Hydraulikspeicher 10', 16', 26' über eine Verbindungsleitung wahlweise als starre Rohrleitung 40 oder als flexible 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 verbindet. Dieser Hydraulikspeicher besteht aus einem Druckgehäuse 10', das gleichartig gestaltet ist wie das Druckgehäuse 10 des hydraulischen Antriebs.

[0040] Der zylindrische Innenraum wird von einem Speicherkolben 16' unterteilt in einen Speicherraum 30' und in einen zweiten Bereich, der die als Speicherelement vorgesehene Federanordnung 26' aufnimmt.

[0041] Im Beispiel ist die Versorgung mit Druckfluid über die Verbindungsleitung (40,40') durch die Hochdruckpumpe 20 vorgesehen, wobei das zwischengeschaltete Mehrwegeventil den Speicherraum 30 gegen Druckabfall sichert.

[0042] 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 eine zusätzliche Zahl von Schaltvorgängen gewährleistet ist.

Ansprüche

1. Hydraulischer Antrieb, insbesondere für Hochspannungs-Leistungsschalter, mit einem als Differentialkolben ausgebildeten und mit einer das Druckgehäuse (10) mittig durchdringenden Kolbenstange (28) versehenen Arbeitskolben (18), der in einer in einem Druckgehäuse (10) befindlichen einseitigen axialen Ausnehmung (12, 14) geführt ist und auf der einen Seite (30, 36) ständig unter der Kraft eines Energiespeichers (26) steht und dessen andere Seite (38) wahlweise mit Druck beaufschlagbar oder vom Druck entlastbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in die den Arbeitskolben (18) aufnehmende Ausnehmung (12, 14) ein Speicherkolben (16) eingesetzt ist, der sich gegen den aus symmetrisch zu seiner Mittelachse angeordneten Federn (26) gebildeten Energiespeichers stützt, daß die Kolbenstange (28) den Speicherkolben (16) mittig durchdringt, das Speicherkolben (16) mit der Kolbenstange (28), 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, daß das verbrauchte Hydraulikfluid einen von der dem Speicherraum (30) abgewandten Seite des Speicherkolbens (16), der Wand und dem Boden (32) der Ausnehmung und der Kolbenstange (28) begrenzten, auf Niederdruck stehenden Sammelraum (34) zuführbar ist und daß der Speicherraum (30) vom Sammelraum (34) durch den Speicherkolben (16) getrennt ist.

2. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (12, 14) in dem Druckgehäuse (10) eine sich stufig abgesetzt verjüngende Zylinderbohrung (12,14) ist, wobei der Arbeitskolben (18) in der den kleineren Durchmesser aufweisenden, als Arbeitszylinder (14) dienenden und der Speicherkolben in der den größeren Durchmesser aufweisenden, als Speicherzylinder (12) dienenden Bohrung geführt sind, und mittels eines Gehäusedeckels (32) dicht verschlossen ist.

3. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitszylinder (14) an seinem dem Speicherzylinder (12) zugewandten Ende eine Verriegelungseinrichtung (46) aufweist, die den Arbeitskolben (18) in Arbeitsstellung, d.h. in seiner dem Speicherkolben (16) nächstliegenden Endstellung des Arbeitskolbens (18), fixiert.

4. Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in das Druckgehäuse (10) eine Hochdruckpumpe (20) zur Füllung des Speicherraumes (30) und eine hydraulische Steuereinheit (22) zur Steuerung der Bewegung des Arbeitskolbens (18) formschlüssig integriert sind.

5. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in das Druckgehäuse (10) Fluidkanäle (50,52,54,56,58) zur Verbindung der Hochdruckpumpe (20) mit dem Speicherraum (30) und mit dem Sammelraum (34) sowie zur Verbindung des Speicherraumes (30) mit der Steuereinheit (22) und zur Verbindung der Steuereinheit (22) mit dem Arbeitsraum (A 38) und dem Sammelraum (34) eingelassen sind.

6. Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherkolben (16) und der als Federanordnung (26) Energiespeicher starr miteinander gekoppelt sind.

7. Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der als Federanordnung (26) ausgebildete Energiespeicher sich einerseits an einem Druckstück (60), welches mittels Übertragungsstangen (62) an den Speicherkolben (16) anschließt und von dem zylindrisch geformten der Ausnehmung (12, 14) abgewandten Ende des Druckgehäuses (10) geführt ist, und sich andererseits am Druckgehäuse (10) auf der der Ausnehmung (12, 14) abgewandten Seite abstützt.

8. Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher (26) konzentrisch zur Mittelachse des Speicherkolbens (16) angeordnet ist und vorzugsweise aus Tellerfederpaketen (80) gebildet ist.

9. Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der Ansprüche 2 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gehäusedeckel (32) auf der dem Druckgehäuse (10) abgewandten Seite ein Schalterflansch (124) angeformt ist, der an einen elektrischen Hochspannungs- Leistungsschalter (100) anflanschbar ist.

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

11. Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der Ansprüche 2 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gehäusedeckel (32) eine elektrische Stellanzeige (128) für den Arbeitskolben (18) befestigt ist, die mechanisch über einen Hebel mit Gleitstück (130) zur Umsetzung der translatorischen Bewegung des Arbeitskolbens (18) in eine Rotationsbewegung an eine Kupplung (132) anschließt, welche starr mit dem Arbeitskolben (18) verbunden ist und gleichzeitig eine optische Stellanzeige betätigt.

12. Hydraulischer Antrieb nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein externer Hydraulikspeicher (10', 16', 26') zur zusätzlichen Bereitstellung von Druckfluid mit dem Speicherraum (30) über eine Rohrleitung (40) oder eine Schlauchleitung (40') verbunden ist.

13. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (40,40') an ein am Speicherraum (30) angeordnetes Ventil (24) anschließt, so daß dieser gegen Druckabfall gesichert ist.

14. Hydraulischer Antrieb nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der externe Hydraulikspeicher (10', 16', 26') über die Verbindungsleitung (40,40') durch die Hochdruckpumpe (20) des hydraulischen Antriebs mit Druckfluid speisbar ist.

Claims

1. Hydraulic drive, in particular for power circuit-breakers, having a working piston (18) designed as a differential piston and provided with a piston rod (28) passing centrally through the pressure housing (10), which working piston is guided in a one-sided axial recess (12, 14) located in a pressure housing (10) and on one side (30, 36) is constantly under the force of an energy store (26) and whose other side (38) can be optionally pressurized or depressurized, characterized in that the recess (12, 14) receiving the working piston (18) has inserted in it a storage piston (16), which bears against the energy store formed by springs (26) arranged symmetrical to its centre axis, in that the piston rod (28) passes centrally through the storage piston (16), in that storage piston (16) with the piston rod (28), the wall of the recess (12) and the working piston (18) delimit a storage space (30) which, as a hydraulic store, provides pressure energy for supplying the hydraulic drive without any further feeding of outside energy, in that the consumed hydraulic fluid can be fed to a collecting space (34) which is under low pressure and is delimited by the side of the storage piston (16) facing away from the storage space (30), the wall and the bottom (32) of the recess and the piston rod (28), and in that the storage space (30) is separated from the collecting space (34) by the storage piston (16).

2. Hydraulic drive according to Claim 1, characterized in that the recess (12, 14) in the pressure housing (10) is a cylinder bore (12, 14) tapering in offset stages, the working piston (18) being guided in the bore having the smaller diameter, serving as working cylinder (14), and the storage piston is guided in the bore having the larger diameter, serving as storage cylinder (12), and said recess is closed tightly by means of a housing cover (32).

3. Hydraulic drive according to Claim 2, characterized in that the working cylinder (14) has at its end facing the storage cylinder (12) an interlocking device (46) which fixes the working piston (18) in working position, i.e. in its end position of the working piston (18) closest to the storage piston (16).

4. Hydraulic drive according to at least one of the preceding claims, characterized in that a high-pressure pump (20) for filling the storage space (30) and a hydraulic control unit (22) for controlling the movement of the working piston (18) are positively integrated in the pressure housing (10).

5. Hydraulic drive according to Claim 4, characterized in that fluid channels (50, 52, 54, 56, 58) are made in the pressure housing (10) for connecting the high-pressure pump (20) to the storage space (30) and to the collecting space (34) and also for connecting the storage space (30) to the control unit (22) and for connecting the control unit (22) to the working space (A 38) and the collecting space (34).

6. Hydraulic drive according to at least one of the preceding claims, characterized in that the storage piston (16) and the energy store as spring arrangement (26) are rigidly coupled to each other.

7. Hydraulic drive according to at least one of the preceding claims, characterized in that the energy store designed as spring arrangement (26) bears on the one hand against a thrust piece (60), which adjoins the storage piston (16) by means of transmission rods (62) and is guided by the end of the pressure housing (10) facing away from the cylindrically shaped recess (12, 14), and on the other hand bears against the pressure housing (10) on the side facing away from the recess (12, 14).

8. Hydraulic drive according to at least one of the preceding claims, characterized in that the energy store (26) is arranged concentric to the centre axis of the storage piston (16) and is preferably formed from laminated cup springs (80).

9. Hydraulic drive according to at least one of Claims 2 - 8, characterized in that a switch flange (124) is formed on the housing cover (32), on the side facing away from the pressure housing (10), which switch flange can be flanged to an electrical power circuit-breaker (100).

10- Hydraulic drive according to at least one of the preceding claims, characterized in that a mechanical adjustment indicator (120) of the storage piston (16) is provided, corresponding to the available remaining quantity of pressure fluid in the storage space (30).

11. Hydraulic drive according to at least one of Claims 2 -10, characterized in that an electrical adjustment indicator (128) for the working piston (18) is fastened on the housing cover (32), which adjustment indicator is connected to a coupling (132) via a lever with slide piece (130) for conversion of the translatory movement of the working piston (18) into a rotational movement, which coupling is rigidly connected to the working piston (18) and simultaneously actuates an optical adjustment indicator (126).

12. Hydraulic drive according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one external hydraulic store (10', 16', 26'), for the additional provision of pressure fluid, is connected to the storage space (30) via a pipeline (40) or a hoseline (40').

13. Hydraulic drive according to Claim 12, characterized in that the connecting line (40,40') is connected to a valve (24) arranged at the storage space (30), so that it is protected against a pressure drop.

14. Hydraulic drive according to one of Claims 12 or 13, characterized in that the external hydraulic store (10', 16', 26') can be fed with pressure fluid via the connecting line (40,40') by the high-pressure pump (20) of the hydraulic drive.

Revendications

1. Commande hydraulique, en particulier pour disjoncteur de puissance à haute tension, avec un piston de travail (18) formé en piston différentiel et muni d'une tige de piston (28) traversant axialement un carter de pression (10), ledit piston de travail (18) étant guidé dans un évidement (12, 14) axial disposé dans un côté du carter de pression (10), l'un des côtés (30, 36) dudit piston de travail étant constamment sous la force d'un réservoir d'énergie (26), et l'autre côté (38) étant soit soumis à la pression, soit libéré de cette pression; caractérisée par le fait que dans l'évidement (12,14) comprenant le piston de travail (18), un piston réservoir (16) est installé, qui s'appuie contre le réservoir d'énergie réalisé sous forme de ressort (26), disposé de façon symétrique par rapport à son axe médian, que la tige de piston (28) traverse axialement le piston réservoir (16), que le piston réservoir (16) délimite, avec la tige de piston (28), la paroi de l'évidement (12) et le piston de travail (18), une chambre réservoir (30), laquelle en tant que réservoir hydraulique rend disponible de l'énergie de pression pour l'alimentation de la commande hydraulique, sans amenée ultérieure d'énergie étrangère, que le fluide hydraulique utilisé est amené dans la chambre d'accumulation (34) qui est sous basse pression et qui est délimitée par le côté du piston réservoir (16) opposé à la chambre réservoir (30), la paroi et la base (32) de l'évidement, et la tige du piston (28), et que la chambre réservoir (30) est séparée de la chambre d'accumulation (34) par le piston réservoir (16).

2. Commande hydraulique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'évidement (12,14) dans le carter (10) est un alésage cylindrique (12,14) présentant un rétrécissement selon un palier, le piston de travail (18) étant guidé dans l'alésage ayant le diamètre le plus petit et servant de cylindre de travail (14), et le piston réservoir étant guidé dans l'alésage ayant le diamètre le plus grand et servant de cylindre réservoir (12), ledit évidement (12, 14) étant fermé de façon étanche avec un couvercle de carter (32).

3. Commande hydraulique selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le cylindre de travail (14), à son extrémité du côté du cylindre réservoir (12), présente un dispositif de verrouillage (46), qui fixe le piston de travail (18) en position de travail, c'est-à-dire la position terminale du piston de travail (18) la plus proche du piston réservoir (16).

4. Commande hydraulique selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que, dans le carter de pression (10) sont intégrées une pompe à haute pression (20) pour le remplissage de la chambre réservoir (30), et une unité hydraulique de commande (22) pour la commande du mouvement du piston de travail (18).

5. Commande hydraulique selon la revendication 4, caractérisée par le fait que, dans le carter de pression (10), sont introduits des conduits de fluide (50, 52, 54, 56, 58), pour relier la pompe à haute pression (20) avec la chambre réservoir (30) et avec la chambre d'accumulation (34), de même que pour relier la chambre réservoir (30) avec l'unité de commande (22) et pour relier l'unité de commande (22) avec la chambre de travail (38) et la chambre d'accumulation (34).

6. Commande hydraulique selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le piston réservoir (16) et le dispositif réservoir d'énergie réalisé sous forme de ressort (26) sont rigidement couplés l'un à l'autre.

7. Commande hydraulique selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le réservoir d'énergie, réalisé sous forme de dispositif de ressort (26), est rattaché d'un côté à une pièce de pression (60), laquelle est rattachée au piston réservoir (16) au moyen d'une barre de transmission (62), et est guidé par l'extrémité du carter de pression opposée à l'évidement de forme cylindrique (12,14), et, de l'autre côté, s'appuie sur le carter de pression (10), du côté opposé à l'évidement (12, 14).

8. Commande hydraulique selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le réservoir d'énergie (26) est disposé de façon concentrique par rapport à l'axe médian du piston réservoir (16), et, de préférence, est réalisé sous la forme d'une pile de rondelles Betteyitte (80).

9. Commande hydraulique selon au moins l'une des revendications 2 à 8, caractérisée par le fait que, sur le couvercle (32) du carter, sur le côté opposé au carter de pression (10), est montée une bride (124), laquelle est raccordable à un disjoncteur électrique de puissance à haute tension (100).

10. Commande hydraulique selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'il a été prévu un indicateur mécanique de position (120) du piston réservoir (16), correspondant à la quantité restante de fluide sous pression disponible dans la chambre réservoir (30).

11. Commande hydraulique selon au moins l'une des revendications 2 à 10, caractérisée par le fait que, sur le couvercle (32) du carter, est monté pour le piston de travail (18) un indicateur électrique de position (128), lequel, par l'intermédiaire d'un levier et d'une pièce coulissante (130), est relié mécaniquement à un accouplement (132), pour transformer le mouvement de translation du piston de travail (18) en un mouvement de rotation, cet accouplement étant solidement rattaché au piston de travail (18) et actionnant en même temps un indicateur optique (126).

12. Commande hydraulique selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'au moins un réservoir hydraulique externe (10', 16', 26'), pour mise à disposition supplémentaire de fluide sous pression, est relié avec la chambre réservoir (30) par un tube métallique (40) ou un tuyau souple (40').

13. Commande hydraulique selon la revendication 12, caractérisée par le fait que la canalisation de liaison (40,40') est reliée à un clapet (24), lequel est relié à fa chambre réservoir (30), de sorte que celle-ci est protégée contre une chute de pression.

14. Commande hydraulique selon l'une quelconque des revendications 12 ou 13, caractérisée par le fait que le réservoir hydraulique externe (10', 16', 26') est alimenté en fluide sous pression par la pompe à haute pression (20) de la cmmmande hydraulique, par l'intermédiaire de la canalisation de liaison (40, 40').

Zeichnung