DE102011015087A1

DE102011015087A1 - Self-sufficient electropneumatic working device

Info

Publication number: DE102011015087A1
Application number: DE102011015087A
Authority: DE
Inventors: Dr. Stoll Kurt; Bernd Becker; Hans Gerlach-Erhardt; Bernd Kärcher
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2012-09-27
Also published as: WO2012130383A1; MX2013011030A; ZA201305419B

Abstract

Es wird eine autarke elektropneumatische Arbeitsvorrichtung (1) vorgeschlagen, die über eine elektrisch betätigbare Drucklufterzeugereinrichtung (12) verfügt, die von mindestens einer auf regenerativer Basis arbeitenden Energiewandlereinrichtung (18) mit elektrischer Energie versorgt wird und die einen Druckluftspeicher (6) mit Druckluft speist. An den Druckluftspeicher (6) ist unter Zwischenschaltung einer Steuerventileinrichtung (7) eine pneumatische Antriebseinrichtung (2) angeschlossen. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, die pneumatische Antriebseinrichtung lediglich auf der Basis von regenerativer Energie autark zu betätigen.An autonomous electropneumatic working device (1) is proposed which has an electrically actuated compressed air generator device (12), which is supplied with electrical energy by at least one energy converter device (18) working on a regenerative basis and which feeds a compressed air storage device (6) with compressed air. A pneumatic drive device (2) is connected to the compressed air reservoir (6) with the interposition of a control valve device (7). In this way, it is possible to operate the pneumatic drive device autonomously only on the basis of regenerative energy.

Description

Die Erfindung betrifft eine autarke elektropneumatische Arbeitsvorrichtung, die folgende Komponenten aufweist:

– mindestens eine Energiewandlereinrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie aus regenerativer Primärenergie,
– einen Druckluftspeicher zur Bereitstellung von Druckluft,
– eine mit Druckluft aus dem Druckluftspeicher betätigbare pneumatische Antriebseinrichtung und
– eine zwischen den Druckluftspeicher und die pneumatische Antriebseinrichtung eingeschaltete Steuerventileinrichtung zur Steuerung der Druckluftversorgung der pneumatischen Antriebseinrichtung.

The invention relates to a self-contained electropneumatic working device comprising the following components:

At least one energy conversion device for generating electrical energy from regenerative primary energy,
A compressed air reservoir for providing compressed air,
- An actuated with compressed air from the compressed air reservoir pneumatic drive device and
- A switched between the compressed air reservoir and the pneumatic drive means control valve means for controlling the compressed air supply of the pneumatic drive means.

Eine aus der WO 03/046433 A1 bekannte Arbeitsvorrichtung dieser Art ist für autarken Betrieb ausgelegt und dient zur Betätigung einer von einer Pipeline-Armatur gebildeten Arbeitseinheit. Die Pipeline-Armatur ist an Orten installiert, an denen kein elektrisches Energieversorgungsnetz zur Verfügung steht, so dass auf eine fotovoltaische Energiewandlereinrichtung zurückgegriffen wird, um unmittelbar vor Ort die für den Betrieb erforderliche elektrische Energie zu erzeugen. Die elektrische Energie wird insbesondere dazu genutzt, eine Steuerventileinrichtung zu betätigen, die zur Ansteuerung einer der Pipeline-Armatur zugeordneten pneumatischen Antriebseinrichtung dient. Diese pneumatische Antriebseinrichtung ist zum Betreiben mit einem durch die Steuerventileinrichtung steuerbaren Druckgas ausgelegt, das entweder unmittelbar aus der zugeordneten Pipeline abgegriffen oder durch einen eigenständigen Druckgasbehälter vor Ort bereitgestellt wird.One from the WO 03/046433 A1 Known working device of this type is designed for autonomous operation and is used to actuate a work unit formed by a pipeline fitting. The pipeline fitting is installed in locations where there is no electrical power grid available so that photovoltaic energy conversion equipment is used to generate the electrical energy required for operation on site. The electrical energy is used in particular to actuate a control valve device which serves to control a pneumatic drive device associated with the pipeline fitting. This pneumatic drive device is designed to operate with a controllable by the control valve means compressed gas, which is either tapped directly from the associated pipeline or provided by an independent compressed gas tank on site.

Um die Funktionsfähigkeit der Antriebsvorrichtung zu gewährleisten, ist ein regelmäßiger Austausch des Druckgasbehälters erforderlich, was einen relativ großen Zeitaufwand mit sich bringt. Zumal wenn man bedenkt, dass eine Pipeline häufig mit einer großen Anzahl von Pipeline-Armaturen ausgestattet ist. Insofern bietet die unmittelbare Nutzung des in der Pipeline transportierten Druckgases als Betätigungsmedium den Vorteil einer quasi unerschöpflichen Druckgasquelle. Andererseits ergibt sich der Nachteil, dass aufwendige Maßnahmen erforderlich sind, um das Druckniveau auf ein für den Betrieb der Antriebsvorrichtung benötigtes Maß zu reduzieren. Außerdem besteht eine Leckage-Problematik, die besonders gravierend ist, wenn es sich bei dem Druckgas um ein entzündliches Gas handelt.To ensure the operability of the drive device, a regular replacement of the gas cylinder is required, which involves a relatively large amount of time. Especially when you consider that a pipeline is often equipped with a large number of pipeline fittings. In this respect, the direct use of the compressed gas transported in the pipeline as the actuating medium offers the advantage of a quasi-inexhaustible compressed gas source. On the other hand, there is the disadvantage that expensive measures are required to reduce the pressure level to a level required for the operation of the drive device. In addition, there is a leakage problem that is particularly serious when the compressed gas is an inflammable gas.

Aus der DE 20 2006 001 921 U1 ist eine Druckluft-Tankstation bekannt, bei der mit Hilfe eines Solarmoduls ein Drucklufterzeuger elektrisch betrieben wird, der einen Druckluftspeicher speist. Der Druckluftspeicher ist mit einer Zapfstelle versehen, an der die gespeicherte Druckluft abgegeben werden kann, um beispielsweise den Reifen eines Fahrzeuges zu befüllen.From the DE 20 2006 001 921 U1 a compressed air tank station is known in which by means of a solar module, a compressed air generator is electrically operated, which feeds a compressed air reservoir. The compressed air reservoir is provided with a tapping point at which the stored compressed air can be discharged, for example, to fill the tire of a vehicle.

Die DE 35 23 627 A1 beschreibt eine solarbetriebene Pumpe, die für den Einsatz zur Wasserversorgung in Gebieten nutzbar ist, in denen Sonnenenergie als Energiequelle zur Verfügung steht. Die Pumpe weist einen Solarabsorber auf, der die eingestrahlte Sonnenenergie in Wärmeenergie umsetzt.The DE 35 23 627 A1 describes a solar-powered pump that can be used for water supply in areas where solar energy is available as an energy source. The pump has a solar absorber, which converts the radiated solar energy into heat energy.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen vorzuschlagen, die einen weniger aufwendigen und dennoch zuverlässigen Betrieb einer autarken elektropneumatischen Arbeitsvorrichtung ermöglichen.The invention has for its object to propose measures that allow less expensive and yet reliable operation of a self-sufficient electropneumatic working device.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Arbeitsvorrichtung der eingangs genannten Art zusätzlich mit einer pneumatisch an den Druckluftspeicher angeschlossenen und zu dessen Speisung mit Druckluft dienenden, elektrisch betätigbaren Drucklufterzeugereinrichtung ausgestattet, die mit von der mindestens einen mit regenerativer Primärenergie gespeisten Energiewandlereinrichtung erzeugter elektrischer Energie betrieben wird.To solve this problem, a working device of the type mentioned is additionally equipped with a pneumatically connected to the compressed air reservoir and serving to supply compressed air, electrically actuated compressed air generating device, which is operated by the at least one powered by regenerative primary energy energy conversion device generated electrical energy.

Auf diese Weise ist die Arbeitsvorrichtung in der Lage, die für die Betätigung der Antriebseinrichtung erforderliche Druckluft selbst zu erzeugen. Die Arbeitsvorrichtung enthält eine an den Druckluftspeicher angeschlossene Drucklufterzeugereinrichtung, die während ihres Betriebes den Druckluftspeicher mit Druckluft befüllt und die mit elektrischer Energie betrieben wird, die von der mindestens einen mit regenerativer Primärenergie betriebenen Energiewandlereinrichtung erzeugt wird. Somit entfällt ein regelmäßiger Austausch einer Druckluftquelle, so dass die Arbeitsvorrichtung mit geringem Wartungsaufwand zuverlässig betrieben werden kann.In this way, the working device is able to generate the required for the actuation of the drive means compressed air itself. The working device includes a compressed air generating device connected to the compressed air accumulator which, during its operation, fills the compressed air reservoir with compressed air and which is operated with electrical energy generated by the at least one regenerative primary energy powered energy conversion device. This eliminates a regular replacement of a compressed air source, so that the working device can be reliably operated with low maintenance.

Die Arbeitsvorrichtung lässt sich für vielfältige Zwecke nutzen. Ohne Anspruch auf Vollständigkeit kann die pneumatische Antriebseinrichtung beispielsweise verwendet werden, um Prozessventile zu betätigen, um Notsignale hervorzurufen, um auf Booten oder Schiffen Segel hochzuziehen, um Bewässerungsventile zu betätigen, um Türen oder Tore zu betätigen beziehungsweise zu öffnen und zu schließen, um Müll zu verdichten, um Feuer anzufachen oder um Schüsse auszulösen.The working device can be used for a variety of purposes. For example, without claim to completeness, the pneumatic drive means may be used to actuate process valves to cause distress signals to pull up sails on boats or ships to operate irrigation valves to open or close doors and gates for refuse condense to fire or fire shots.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Zweckmäßigerweise enthält die Arbeitsvorrichtung mindestens eine Energiewandlereinrichtung, die als Sonnenenergiewandlereinrichtung ausgebildet ist und die in der Lage ist, für den Betrieb der Arbeitsvorrichtung nutzbare elektrische Energie aus der natürlichen Sonnenenergie zu erzeugen. Als besonders vorteilhaft wird hierbei eine fotovoltaische Energiewandlereinrichtung angesehen, die eine besonders verlustarme Energiewandlung ermöglicht.Conveniently, the working device includes at least one energy conversion device, which is designed as a solar energy converter device and which is capable of operation the working device to generate usable electrical energy from the natural solar energy. Particularly advantageous in this case is a photovoltaic energy conversion device is considered, which allows a particularly low-loss energy conversion.

Bei einer weiteren zweckmäßigen Bauform ist die Arbeitsvorrichtung mit einer Windenergiewandlereinrichtung ausgestattet, die auf der Basis von Windenergie elektrische Energie für die Arbeitsvorrichtung erzeugen kann.In a further expedient design, the working device is equipped with a wind energy converter device which can generate electrical energy for the working device on the basis of wind energy.

Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Arbeitsvorrichtung mit mehreren Energiewandlereinrichtungen ausgestattet ist, die unterschiedliche Arten von Primärenergie nutzen können. Auf diese Weise lässt sich die Arbeitsvorrichtung mit einem Energiemix aus unterschiedlichen Primärenergien betreiben. Die unterschiedlichen Energiewandlereinrichtungen können sich mithin ergänzen, wobei Schwankungen im Aufkommen der verschiedenen Primärenergiearten gegenseitig ausgeglichen werden können. Besonders zweckmäßig wird es angesehen, wenn die Arbeitsvorrichtung sowohl mit einer Sonnenenergiewandlereinrichtung als auch mit einer Windenergiewandlereinrichtung ausgestattet ist, so dass die Energieversorgung sowohl auf der Basis von Sonnenenergie als auch auf der Basis von Windenergie gewährleistet werden kann. Man erreicht somit eine verbesserte Unabhängigkeit von der Witterung und kann allein auf der Basis regenerativer Primärenergie eine ganzjährige Energieversorgung in ausreichender Höhe gewährleisten. Unabhängig von der Art der Energiewandlereinrichtung kann die jeweils erzeugte Energie in einer Akkumulatoreinrichtung der Arbeitsvorrichtung gepuffert und gespeichert werden. Somit lässt sich eine Notfallenergieversorgung im Umfang von in der Regel mehreren Tagen gewährleisten, in denen die Arbeitsvorrichtung auch ohne momentanes Primärenergieaufkommen ordnungsgemäß betrieben werden kann.It is considered particularly advantageous if the working device is equipped with a plurality of energy conversion devices that can use different types of primary energy. In this way, the working device can be operated with an energy mix of different primary energies. The different energy conversion devices can complement each other, whereby fluctuations in the occurrence of the different types of primary energy can be compensated for each other. It is considered particularly expedient if the working device is equipped both with a solar energy converter device and with a wind energy converter, so that the energy supply can be ensured both on the basis of solar energy and on the basis of wind energy. Thus, one achieves an improved independence from the weather and can guarantee a year-round energy supply of sufficient magnitude on the basis of regenerative primary energy alone. Regardless of the type of energy conversion device, the energy generated in each case can be buffered and stored in an accumulator device of the working device. Thus, it is possible to ensure an emergency energy supply to the extent of generally several days, in which the working device can be operated properly even without current primary energy supply.

Die Steuerventileinrichtung der Arbeitsvorrichtung ist zweckmäßigerweise elektrisch betätigbar ausgebildet. Es kann sich bei ihr insbesondere um eine Magnetventileinrichtung oder um eine Piezoventileinrichtung handeln.The control valve device of the working device is expediently designed to be electrically operable. It may in particular be a solenoid valve device or a piezo valve device.

Die Steuerventileinrichtung der Arbeitsvorrichtung kann insbesondere mit elektrischer Energie betrieben werden, die durch die fotovoltaische Energiewandlereinrichtung aus Sonnenenergie erzeugt wird.The control valve device of the working device can in particular be operated with electrical energy that is generated by the photovoltaic energy conversion device from solar energy.

Es ist von Vorteil, wenn die Arbeitsvorrichtung über eine elektronische Steuereinrichtung verfügt, die zur Steuerung des Betriebes der Steuerventileinrichtung dient und hierzu steuerungstechnisch mit dieser Steuerventileinrichtung zusammenwirkt. Vorzugsweise verfügt die elektronische Steuereinrichtung über Triggermittel, die in der Lage sind, in Abhängigkeit von mindestens einem Auslöseereignis mindestens ein für die Steuerventileinrichtung bestimmtes Betätigungssignal zu generieren. Um beispielsweise in regelmäßigen Zeitintervallen eine Betätigung der Antriebseinrichtung hervorzurufen, können die Triggermittel in Form von Zeitschaltmitteln ausgebildet sein, die zeitabhängig, entsprechend einem vorgegebenen oder programmierbaren Zeitintervall, die Steuerventileinrichtung betätigen. Die Triggermittel können alternativ oder zusätzlich auch über Auslösemittel verfügen, die für drahtlosen Empfang externer Steuersignale ausgelegt sind und beispielsweise auf den Empfang von Funksignalen ansprechen.It is advantageous if the working device has an electronic control device which serves to control the operation of the control valve device and for this purpose cooperates with this control valve device in terms of control technology. The electronic control device preferably has triggering means which are capable of generating at least one actuating signal intended for the control valve device as a function of at least one triggering event. For example, to cause an actuation of the drive device at regular time intervals, the trigger means may be in the form of time switching means which actuate the control valve device in a time-dependent manner in accordance with a predetermined or programmable time interval. The trigger means may alternatively or additionally also have triggering means which are designed for wireless reception of external control signals and, for example, respond to the reception of radio signals.

Die elektronische Steuereinrichtung ist zweckmäßigerweise steuerungstechnisch mit der Drucklufterzeugereinrichtung verknüpft, um deren Betrieb zu steuern und um den Drucklufterzeugerbetrieb insbesondere wahlweise anzuschalten oder abzuschalten. Insbesondere in diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn die Arbeitsvorrichtung über Druckerfassungsmittel verfügt, die den im Druckluftspeicher herrschenden Druck erfassen können, um auf der Basis der erfassten Druckmessdaten den Betriebszustand der Drucklufterzeugereinrichtung vorzugeben. Auf diese Weise kann der Betrieb der Drucklufterzeugereinrichtung beispielsweise abgeschaltet werden, wenn der Luftdruck in dem Druckluftspeicher einen vorgegebenen Maximalwert erreicht hat.The electronic control device is expediently associated control technology with the compressed air generating device in order to control their operation and in particular to selectively switch on or off the compressed air generator operation. In particular, in this context, it is advantageous if the working device has pressure sensing means which can detect the pressure prevailing in the compressed air reservoir pressure in order to predetermine the operating state of the compressed air generating device on the basis of the detected pressure measurement data. In this way, the operation of the compressed air generating device can be switched off, for example, when the air pressure in the compressed air storage has reached a predetermined maximum value.

Die Druckerfassungsmittel sind zweckmäßigerweise ein unmittelbarer Bestandteil der elektronischen Steuereinrichtung. Auf diese Weise ist eine kompakte Anordnung möglich. Besonders zweckmäßig ist es hierbei, wenn die elektronische Steuereinrichtung einschließlich der Druckerfassungsmittel mit dem Druckluftspeicher zu einer Baugruppe zusammengefasst ist.The pressure detection means are expediently a direct component of the electronic control device. In this way, a compact arrangement is possible. It is particularly useful here, when the electronic control device including the pressure sensing means is combined with the compressed air storage to form an assembly.

Die Arbeitsvorrichtung kann prinzipiell ohne eine zur Speicherung elektrischer Energie geeignete Akkumulatoreinrichtung ausgestattet sein, so dass die elektrischen Komponenten der Arbeitsvorrichtung nur betreibbar sind, wenn und solange durch die regenerativ gespeiste Energiewandlereinrichtung elektrische Energie geliefert wird. Eine derart kostengünstig ausgestattete Arbeitsvorrichtung empfiehlt sich beispielsweise für Anwendungsfälle, in denen eine Sonnenenergiewandlereinrichtung vorhanden ist und ein elektrisch beeinflusster Betrieb nur bei ausreichender Umgebungshelligkeit notwendig ist. Hier ist beispielsweise an die bei Sonnenlicht gewünschte Betätigung einer Beschattungseinrichtung zu denken.The working device can in principle be equipped without an accumulator device suitable for storing electrical energy, so that the electrical components of the working device can only be operated if and as long as electrical energy is supplied by the regeneratively fed energy converter device. Such a cost-effective working device is recommended, for example, for applications in which a solar energy conversion device is present and an electrically influenced operation is necessary only with sufficient ambient brightness. Here, for example, to think of the sunlight desired operation of a shading device.

Komfortabler und über längeren Zeitraum unabhängig von den Umgebungslichtverhältnissen ist eine Ausführungsform der Arbeitsvorrichtung, die über eine Akkumulatoreinrichtung verfügt, welche in der Lage ist, durch die mit regenerativer Primärenergie gespeiste Energiewandlereinrichtung erzeugte elektrische Energie zu speichern. Diese gespeicherte Energie kann je nach Art der Energiewandlereinrichtung beispielsweise bei Dunkelheit oder bei bewölktem Himmel oder bei Windstille zur Betätigung der elektrischen Komponenten der Arbeitsvorrichtung genutzt werden. Auf diese Weise ist ein weitgehend witterungsunabhängiger Betrieb der Arbeitsvorrichtung möglich.More comfortable and independent of the ambient light conditions over a longer period of time an embodiment of the working device having an accumulator device which is capable of storing electrical energy generated by the regenerative primary energy powered Energiewandeinrichtung. Depending on the type of energy conversion device, this stored energy can be used, for example, in the dark or when the sky is cloudy or when there is no wind to actuate the electrical components of the working device. In this way, a largely weather-independent operation of the working device is possible.

Das Laden und Entladen der Akkumulatoreinrichtung erfolgt zu deren Schutz zweckmäßigerweise über einen geeigneten Laderegler. Der Laderegler kann beispielsweise den Ladevorgang unterbrechen, wenn die Akkumulatoreinrichtung voll aufgeladen ist.Charging and discharging of the accumulator device is expediently carried out to protect it via a suitable charge controller. The charge controller may, for example, interrupt the charging process when the accumulator device is fully charged.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Drucklufterzeugereinrichtung zum Erhalt der für ihren Betrieb erforderlichen elektrischen Versorgungsenergie an die Akkumulatoreinrichtung angeschlossen ist. Ebenso ist zweckmäßigerweise die gegebenenfalls vorhandene elektronische Steuereinrichtung und/oder die elektrisch betätigbare Steuerventileinrichtung an die Akkumulatoreinrichtung angeschlossen, um für den jeweiligen Betrieb erforderliche elektrische Versorgungsenergie zu erhalten.It is particularly advantageous if the compressed air generating device is connected to the accumulator device in order to obtain the electrical supply energy required for its operation. Likewise, the optional electronic control device and / or the electrically actuable control valve device is expediently connected to the accumulator device in order to obtain the required electrical supply energy for the respective operation.

Besonders zweckmäßig ist eine dahingehende Verschaltung, dass die Drucklufterzeugereinrichtung und/oder die elektrische Steuerventileinrichtung zum Erhalt der ihr Betreiben ermöglichenden Versorgungsenergie direkt elektrisch mit der Akkumulatoreinrichtung verbunden ist, während die eine und/oder andere Einrichtung außerdem signaltechnisch mit einer elektronischen Steuereinrichtung verknüpft ist, die in der Lage ist, elektrische Betätigungssignale abzugeben, um den Betrieb der betreffenden Einrichtung mittels der separat zur Verfügung gestellten Versorgungsenergie zu steuern. Man kann in diesen Fällen davon sprechen, dass die Drucklufterzeugereinrichtung und/oder die Steuerventileinrichtung elektropneumatisch vorgesteuert ist.Particularly suitable is a pertinent interconnection, that the compressed air generating device and / or the electric control valve device is directly electrically connected to the accumulator device to obtain the operating energy enabling their operation, while the one and / or other device is also signal technically linked to an electronic control device which in is able to deliver electrical actuation signals to control the operation of the device in question by means of the separately provided supply energy. In these cases, one can speak of the fact that the compressed air generating device and / or the control valve device is precontrolled electropneumatically.

Bei der Drucklufterzeugereinrichtung handelt es sich zweckmäßigerweise um eine Baugruppe bestehend aus einem Elektromotor und einem Kompressor.The compressed air generating device is expediently an assembly consisting of an electric motor and a compressor.

Die Bauart der pneumatischen Antriebseinrichtung kann sich am jeweiligen Anwendungsfall der Arbeitsvorrichtung orientieren. Besonders zweckmäßig erscheint derzeit eine Ausgestaltung als pneumatischer Linearantrieb und/oder als pneumatischer Drehantrieb und/oder als pneumatischer Schwenkantrieb.The design of the pneumatic drive device can be based on the particular application of the working device. Particularly expedient at the moment is an embodiment as a pneumatic linear drive and / or as a pneumatic rotary drive and / or as a pneumatic rotary drive.

Die Arbeitsvorrichtung ist zweckmäßigerweise unmittelbar mit mindestens einer Arbeitseinheit ausgestattet, die mit der Antriebseinrichtung antriebsmäßig gekoppelt ist, um durch die Antriebseinrichtung betätigt werden zu können. Eine solche Arbeitseinheit kann beispielsweise von einer Ventileinrichtung gebildet sein, beispielsweise einer zur Steuerung von Flüssigkeiten nutzbaren Ventileinrichtung, insbesondere in Gestalt eines sogenannten Prozessventils.The working device is expediently equipped directly with at least one working unit, which is drivingly coupled to the drive means to be actuated by the drive means can. Such a work unit can be formed, for example, by a valve device, for example a valve device which can be used to control liquids, in particular in the form of a so-called process valve.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur (1) dieser Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung ein Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Arbeitsvorrichtung.The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. The only figure ( 1 ) of this drawing shows a schematic representation of a circuit diagram of a preferred embodiment of the working device according to the invention.

Die in ihrer Gesamtheit mit Bezugsziffer 1 bezeichnete Arbeitsvorrichtung enthält eine pneumatische Antriebseinrichtung 2, mit deren Hilfe eine zweckmäßigerweise ebenfalls zu der Arbeitsvorrichtung 1 gehörende Arbeitseinheit 3 betätigbar ist. Die pneumatische Antriebseinrichtung 2 ist mit der Arbeitseinheit 3 zweckmäßigerweise zu einer Baugruppe zusammengefasst.The in their entirety with reference numeral 1 designated working device includes a pneumatic drive device 2 , with the help of a convenient also to the working device 1 belonging work unit 3 is operable. The pneumatic drive device 2 is with the work unit 3 expediently combined to form an assembly.

Exemplarisch ist die Arbeitseinheit 3 als Ventileinrichtung ausgebildet, die in den Verlauf einer Fluidleitung 4 eingeschaltet ist und die in der Lage ist, die Fluidströmung durch die Fluidleitung 4 hindurch zu beeinflussen. Mit Hilfe der pneumatischen Antriebseinrichtung 2 lässt sich der Betriebszustand der Arbeitseinheit 3 variabel vorgeben, um beispielsweise den Fluiddurchgang durch die Fluidleitung 4 wahlweise freizugeben oder abzusperren. Bei der Arbeitseinheit 3 kann es sich insbesondere um ein sogenanntes Prozessventil handeln.Exemplary is the work unit 3 designed as a valve device, which in the course of a fluid line 4 is turned on and which is capable of fluid flow through the fluid line 4 through. With the help of the pneumatic drive device 2 can be the operating state of the working unit 3 specify variably, for example, the fluid passage through the fluid line 4 optionally to release or shut off. At the work unit 3 it may in particular be a so-called process valve.

Die pneumatische Antriebseinrichtung 2 ist zur Betätigung mittels Druckluft ausgebildet. Zur Zu- und Abfuhr dieser Druckluft ist an die Antriebseinrichtung 2 mindestens eine Druckluftleitung 5 angeschlossen. Bei der pneumatischen Antriebseinrichtung 2 handelt es sich beispielsweise um einen pneumatischen Linearantrieb oder um einen pneumatischen Drehantrieb oder um einen pneumatischen Schwenkantrieb. Gezeigt ist eine Ausführungsform als Linearantrieb.The pneumatic drive device 2 is designed for actuation by means of compressed air. For supply and removal of this compressed air is to the drive device 2 at least one compressed air line 5 connected. In the pneumatic drive device 2 it is, for example, a pneumatic linear drive or a pneumatic rotary drive or a pneumatic rotary actuator. Shown is an embodiment as a linear drive.

Die zur Betätigung der pneumatischen Antriebseinrichtung 2 verwendete Druckluft stammt aus einem Druckluftspeicher 6 der Arbeitsvorrichtung 1. Die Antriebseinrichtung 2 ist über mindestens eine Druckluftleitung 5 an den Druckluftspeicher 6 angeschlossen. In den Verlauf der Druckluftleitung 5 ist eine Steuerventileinrichtung 7 eingeschaltet, mit der die Druckluftverbindung zwischen dem Druckluftspeicher 6 und der pneumatischen Antriebseinrichtung 2 beeinflussbar ist, um die Antriebseinrichtung 2 in einer gewünschten Weise zu betätigen.The for actuating the pneumatic drive device 2 used compressed air comes from a compressed air reservoir 6 the working device 1 , The drive device 2 is via at least one compressed air line 5 to the compressed air storage 6 connected. In the course of the compressed air line 5 is a control valve device 7 switched on, with the compressed air connection between the compressed air reservoir 6 and the pneumatic drive device 2 can be influenced to the drive device 2 to operate in a desired manner.

Beim Ausführungsbeispiel ist die Antriebseinrichtung 2 von sogenannter einfachwirkender Bauart, wobei ein mit der Arbeitseinheit 3 in Antriebsverbindung stehendes bewegliches Abtriebsteil 8 der Antriebseinrichtung 2 durch Federmittel 19 in eine als Grundstellung fungierende erste Schaltstellung vorgespannt ist. Ausgehend von dieser ersten Schaltstellung lässt sich das Abtriebsteil 8 durch gesteuerte Druckluftbeaufschlagung in Richtung einer zweiten Schaltstellung verlagern, wobei dieses Verlagern je nach Anwendungsfall als digitaler Umschaltvorgang oder als stetige Umschaltbewegung realisierbar ist. Die stetige Betriebsweise ermöglicht auch die Vorgabe von Zwischenstellungen.In the embodiment, the drive device 2 of so-called single-acting design, one with the working unit 3 in drive connection standing movable output part 8th the drive device 2 by spring means 19 is biased in a functioning as a basic position first switching position. Starting from this first switching position, the output part can be 8th shift by controlled pressurization in the direction of a second switching position, this displacement depending on the application as a digital switching operation or as a continuous switching movement can be realized. The continuous mode of operation also allows the specification of intermediate positions.

Die Steuerung der Druckluftzufuhr übernimmt die Steuerventileinrichtung 7, die exemplarisch eine 3/2-Wege-Funktionalität hat. Hierbei ist der von der Steuerventileinrichtung 7 zur Antriebseinrichtung 2 führende erste Leitungsabschnitt 5a der Druckluftleitung 5 entsprechend der Betriebsstellung der Steuerventileinrichtung 7 entweder mit einem die Steuerventileinrichtung 7 mit dem Druckluftspeicher 6 verbindenden zweiten Leitungsabschnitt 5b der Druckluftleitung 5 verbunden oder mit der Atmosphäre R.The control of the compressed air supply takes over the control valve device 7 , which exemplifies a 3/2-way functionality. Here is the of the control valve device 7 to the drive device 2 leading first line section 5a the compressed air line 5 according to the operating position of the control valve device 7 either with a control valve device 7 with the compressed air storage 6 connecting second line section 5b the compressed air line 5 connected or with the atmosphere R.

Wenn eine doppeltwirkende Antriebseinrichtung 2 vorhanden ist, kann die Steuerventileinrichtung 7 beispielsweise auch eine 5/2-Wege-Funktionalität oder eine 5/3-Wege-Funktionalität haben.If a double-acting drive device 2 is present, the control valve device 7 for example, have a 5/2-way functionality or a 5/3-way functionality.

Der Druckluftspeicher 6 ist mit Druckluft gefüllt, die von einer elektrisch betätigbaren Drucklufterzeugereinrichtung 12 erzeugt wird und die dem Druckluftspeicher 6 über eine zwischen der Drucklufterzeugereinrichtung 12 und dem Druckluftspeicher 6 verlaufende Druckluft-Speiseleitung 13 zugeführt wird.The compressed air storage 6 is filled with compressed air from an electrically operable compressed air generating device 12 is generated and the compressed air storage 6 via one between the compressed air generating device 12 and the compressed air storage 6 running compressed air supply line 13 is supplied.

Die Drucklufterzeugereinrichtung 12 enthält zweckmäßigerweise einen Kompressor 14, dessen Ausgang an die Druckluft-Speiseleitung 13 angeschlossen ist und dessen Eingang 15 mit der Atmosphäre R in Verbindung steht, so dass von dort zu verdichtende Umgebungsluft angesaugt werden kann.The compressed air generating device 12 conveniently contains a compressor 14 , whose output to the compressed air supply line 13 is connected and its input 15 is in communication with the atmosphere R, so that from there to be compressed ambient air can be sucked.

Die Drucklufterzeugereinrichtung 12 enthält vorzugsweise auch einen Elektromotor 16, der das Antriebsmittel für den Kompressor 14 darstellt und mit diesem antriebsmäßig verbunden ist. Vorzugsweise sind Kompressor 14 und Elektromotor 16 zu einer die Drucklufterzeugereinrichtung 12 bildenden Baugruppe zusammengefasst.The compressed air generating device 12 preferably also includes an electric motor 16 , which is the driving means for the compressor 14 represents and is connected to this drivingly. Preferably are compressor 14 and electric motor 16 to a compressed air generating device 12 summarized forming assembly.

Die Drucklufterzeugereinrichtung 12 – beim Ausführungsbeispiel deren Elektromotor 16 – wird mit elektrischer Versorgungsenergie betrieben, die über eine erste elektrische Versorgungsleitung 17 zugeführt wird und von mindestens einer Energiewandlereinrichtung 18 erzeugt wird, die in der Lage ist, elektrische Energie aus regenerativer Primärenergie zu erzeugen.The compressed air generating device 12 - In the embodiment of the electric motor 16 - Is operated with electrical supply energy, via a first electrical supply line 17 is supplied and at least one Energiewandlereinrichtung 18 which is capable of generating electrical energy from regenerative primary energy.

Zweckmäßigerweise ist die Arbeitsvorrichtung 1 mit mehreren zur Wandlung regenerativer Primärenergie in elektrische Energie geeigneten Energiewandlereinrichtungen 18 unterschiedlicher Art ausgestattet, wobei mit „unterschiedlicher Art” gemeint ist, dass sie unterschiedliche Arten regenerativer Primärenergie in elektrische Energie zu wandeln vermögen. Man erreicht dadurch eine verbesserte Unabhängigkeit vom Aufkommen einzelner Primärenergiearten.Conveniently, the working device 1 with several energy conversion devices suitable for converting regenerative primary energy into electrical energy 18 equipped with different types, which means that they are able to convert different types of regenerative primary energy into electrical energy. This achieves improved independence from the emergence of individual primary energy types.

Die Arbeitsvorrichtung 1 des Ausführungsbeispiels enthält zwei unterschiedliche Arten von Energiewandlereinrichtungen 18, und zwar eine Sonnenenergiewandlereinrichtung 18a und eine Windenergiewandlereinrichtung 18b. Alle vorhandenen Energiewandlereinrichtungen 18, 18a, 18b sind zweckmäßigerweise in Parallelschaltung mit der ersten elektrischen Versorgungsleitung 17 verknüpft und speisen in diese elektrische Versorgungsleitung 17 die durch Umwandlung aus Primärenergie erzeugte elektrische Energie ein.The working device 1 of the embodiment includes two different types of energy conversion devices 18 and a solar energy conversion device 18a and a wind energy converter 18b , All existing energy converters 18 . 18a . 18b are expediently in parallel with the first electrical supply line 17 linked and fed into this electrical supply line 17 the electrical energy generated by conversion from primary energy.

Die Sonnenenergiewandlereinrichtung 18, 18a ist zweckmäßigerweise als fotovoltaische Energiewandlereinrichtung ausgebildet und enthält eine oder mehrere Solarzellen 22. Sie besteht insbesondere aus einem oder mehreren, jeweils eine Mehrzahl solcher Solarzellen 22 enthaltender Solarmodul 23.The solar energy converter device 18 . 18a is suitably designed as a photovoltaic energy conversion device and contains one or more solar cells 22 , It consists in particular of one or more, in each case a plurality of such solar cells 22 containing solar module 23 ,

Im Gebrauchszustand der Arbeitsvorrichtung 1 ist die insbesondere als fotovoltaische Energiewandlereinrichtung ausgebildete Sonnenenergiewandlereinrichtung 18, 18a so angeordnet, dass sie dem Sonnenlicht ausgesetzt ist. Sie wandelt die Strahlungsenergie der Sonne in elektrische Energie um, mit der die Drucklufterzeugereinrichtung 12 betrieben wird.In use state of the working device 1 is the solar energy conversion device designed in particular as a photovoltaic energy conversion device 18 . 18a arranged so that it is exposed to sunlight. It converts the radiation energy of the sun into electrical energy, with which the compressed air generating device 12 is operated.

Die vorzugsweise vorhandene Windenergiewandlereinrichtung 18, 18b wird im Gebrauchszustand der Arbeitsvorrichtung 1 an einer erfahrungsgemäß windreichen Stelle installiert und enthält einen Generator, der die von Windkraft erzeugte Bewegung eines Läufers in elektrische Energie umwandelt.The preferably existing wind energy converter device 18 . 18b becomes in use state of the working device 1 installed in a wind-rich place according to experience and contains a generator that converts the movement of a rotor generated by wind power into electrical energy.

Als weitere Energiewandlereinrichtung 18, mit der die Arbeitsvorrichtung 1 zur autarken Energieversorgung ausgestattet sein kann, ist beispielsweise auch eine geothermische Energiewandlereinrichtung denkbar.As a further energy conversion device 18 with which the working device 1 For example, a geothermal energy conversion device is also conceivable for self-sufficient energy supply.

Je mehr unterschiedliche Arten von Primärenergie mit Hilfe der vorhandenen mindestens einen Energiewandlereinrichtung nutzbar sind, desto unabhängiger ist der Betrieb der Arbeitsvorrichtung 1 vom aktuellen Aufkommen an spezifischer Primärenergie. Es versteht sich jedoch, dass die Arbeitsvorrichtung 1 durchaus auch mit nur einer einzigen Art von Energiewandlereinrichtung 18 ausgestattet sein kann, wobei man sich bei der Auswahl der Energiewandlereinrichtung 18 an dem am Einsatzort der Arbeitsvorrichtung 1 intensivsten Primärenergieaufkommen orientieren sollte. The more different types of primary energy can be used with the help of the existing at least one energy conversion device, the more independent is the operation of the working device 1 from the current amount of specific primary energy. It is understood, however, that the working device 1 certainly with only a single type of energy conversion device 18 can be equipped, where you look at the choice of Energiewandlereinrichtung 18 at the place of use of the working device 1 should focus on the most intensive primary energy sources.

Enthält die Arbeitsvorrichtung mehrere Energiewandlereinrichtungen 18, die zweckmäßigerweise von unterschiedlicher Art sind, kann die Energieeinspeisung in das interne Netz, also exemplarisch in die elektrische Versorgungsleitung 17, direkt parallel ohne gegenseitige steuerungstechnische Abstimmung erfolgen. Abweichend hiervon kann aber auch ein internes Steuerungs- und/oder Regelungsgerät der Arbeitsvorrichtung 1 dafür sorgen, dass die von den einzelnen Energiewandlereinrichtungen 18 bereitgestellte elektrische Energie nur unter Berücksichtigung vorgegebener Gesetzmäßigkeiten eingespeist wird. So kann das Steuerungs- und/oder Regelungsgerät beispielsweise bei stark schwankenden Windverhältnissen oder auch bei stark wechselnder Sonneneinstrahlung die Einspeisung der auf der betreffenden Primärenergie basierenden elektrischen Energie vorübergehend unterbrechen, um nicht das interne Stromnetz der Arbeitsvorrichtung 1 durch übermäßige Schwankungen zu beeinträchtigen.If the working device contains several energy conversion devices 18 , which are expediently of different types, the energy feed into the internal network, so exemplarily in the electrical supply line 17 , directly parallel without mutual control engineering vote done. Deviating from this, however, can also be an internal control and / or regulating device of the working device 1 Make sure that those from the individual energy converters 18 provided electrical energy is fed only in consideration of predetermined laws. Thus, the control and / or regulating device, for example, in strongly fluctuating wind conditions or even with greatly changing solar radiation, the feed of the energy based on the primary energy concerned temporarily interrupt, not to the internal power network of the working device 1 due to excessive fluctuations.

Die Steuerventileinrichtung 7 ist nicht zwingend von elektrisch betätigbarer Bauart und kann beispielsweise ein rein manuell betätigbares Ventil sein. Insbesondere dann jedoch, wenn eine von einem manuellen Eingreifen unabhängige Betätigung der Steuerventileinrichtung 7 gewünscht ist, ist Letztere von elektrisch betätigbarer Bauart. Beim Ausführungsbeispiel ist dies der Fall.The control valve device 7 is not necessarily of electrically actuated design and may for example be a purely manually operable valve. In particular, however, when an independent of a manual intervention operation of the control valve device 7 is desired, the latter is of electrically operated type. In the embodiment, this is the case.

Eine elektrisch betätigbare Steuerventileinrichtung 7 enthält mindestens eine elektrische Betätigungseinrichtung 24, die beispielsweise eine Elektromagneteinrichtung oder eine piezoelektrische Einrichtung ist. Die Steuerventileinrichtung 7 kann durch die elektrische Betätigungseinrichtung 24 direkt betätigbar sein, oder die Betätigungseinrichtung 24 ist Bestandteil einer Vorsteuereinrichtung zur elektropneumatisch vorgesteuerten Betätigung der Steuerventileinrichtung 7.An electrically actuated control valve device 7 contains at least one electrical actuator 24 , which is, for example, a solenoid device or a piezoelectric device. The control valve device 7 can by the electrical actuator 24 be directly operable, or the actuator 24 is part of a pilot control device for electropneumatically pilot-controlled actuation of the control valve device 7 ,

Bei elektrisch betätigbarer Bauart gemäß Ausführungsbeispiel ist die Steuerventileinrichtung 7 durch elektrische Betätigungssignale betätigbar, die ihr über mindestens eine erste elektrische Steuerleitung 25 zuführbar sind.In electrically operable type according to embodiment, the control valve device 7 actuated by electrical actuation signals that you at least a first electrical control line 25 can be fed.

Zweckmäßigerweise ist die Arbeitsvorrichtung 1 mit einer elektronischen Steuereinrichtung 26 ausgestattet, die zur Ansteuerung und somit zur Vorgabe des Betriebszustandes der elektrisch betätigbaren Steuerventileinrichtung 7 dient. Die erste elektrische Steuerleitung 25 verbindet die elektronische Steuereinrichtung 26 mit der Steuerventileinrichtung 7 beziehungsweise mit deren elektrischer Betätigungseinrichtung 24.Conveniently, the working device 1 with an electronic control device 26 equipped to control and thus to specify the operating state of the electrically actuated control valve device 7 serves. The first electrical control line 25 connects the electronic control device 26 with the control valve device 7 or with their electrical actuator 24 ,

Die zum Betreiben der elektronischen Steuereinrichtung 26 benötigte elektrische Versorgungsenergie wird von der mindestens einen Energiewandlereinrichtung 18 geliefert. Hierzu ist eine zweite elektrische Versorgungsleitung 27 vorgesehen, die von der ersten elektrischen Versorgungsleitung 17 abgezweigt ist oder alternativ direkt an die Energiewandlereinrichtung 18 angeschlossen ist.The for operating the electronic control device 26 required electrical supply energy is from the at least one energy conversion device 18 delivered. For this purpose, a second electrical supply line 27 provided by the first electrical supply line 17 branched off or alternatively directly to the Energiewandlereinrichtung 18 connected.

Um einen Betrieb der elektrischen Komponenten der Arbeitsvorrichtung 1 auch bei aktuell fehlender regenerativer Primärenergie zu gewährleisten, verfügt die Arbeitsvorrichtung 1 zweckmäßigerweise über eine wiederaufladbare Akkumulatoreinrichtung 28, in der von der Energiewandlereinrichtung 18 erzeugte elektrische Energie zur bedarfsgemäßen Verwendung speicherbar ist. Exemplarisch ist eine solche Akkumulatoreinrichtung 28 in den Verlauf der zweiten elektrischen Versorgungsleitung 27 eingeschaltet, so dass die elektronische Steuereinrichtung 26 stets aus der Akkumulatoreinrichtung 28 und mithin nur indirekt von der Energiewandlereinrichtung 18 mit Versorgungsenergie gespeist wird.To operate the electrical components of the working device 1 Even with currently missing regenerative primary energy to ensure, has the working device 1 expediently via a rechargeable accumulator device 28 in which of the energy converter device 18 generated electrical energy for use according to needs can be stored. An example of such an accumulator device 28 in the course of the second electrical supply line 27 switched on, so that the electronic control device 26 always from the accumulator device 28 and therefore only indirectly from the energy conversion device 18 is supplied with supply energy.

Zweckmäßigerweise ist eine zur besseren Unterscheidung als dritte elektrische Versorgungsleitung 32 bezeichnete elektrische Versorgungsleitung vorhanden, die die Akkumulatoreinrichtung 28 mit der Drucklufterzeugereinrichtung 12 und insbesondere deren Elektromotor 16 verbindet. Auf diese Weise kann auch die Drucklufterzeugereinrichtung 12 mit aus der Akkumulatoreinrichtung 28 stammender elektrischer Versorgungsenergie betrieben werden.Conveniently, for better distinction as a third electrical supply line 32 designated electrical supply line present, the accumulator device 28 with the compressed air generating device 12 and in particular its electric motor 16 combines. In this way, the compressed air generating device 12 with out of the accumulator device 28 originating electrical supply energy.

Exemplarisch verfügt die Drucklufterzeugereinrichtung 12 somit vorzugsweise über eine duale Energieversorgungsmöglichkeit, und zwar zum einen über die erste elektrische Versorgungsleitung 17 durch direkten Anschluss an die Energiewandlereinrichtung 18 und – parallel dazu – über die dritte elektrische Versorgungsleitung 32 durch Anschluss an die von der Energiewandlereinrichtung 18 gespeiste Akkumulatoreinrichtung 28.By way of example, the compressed air generating device has 12 thus preferably via a dual power supply option, namely on the one hand via the first electrical supply line 17 by direct connection to the energy conversion device 18 and - in parallel - via the third electrical supply line 32 by connection to the energy converter device 18 powered accumulator device 28 ,

Wenn die Versorgungsenergie der Drucklufterzeugereinrichtung 12 über eine Akkumulatoreinrichtung 28 zur Verfügung gestellt wird, kann die direkte Energieversorgung über die erste elektrische Versorgungsleitung 17 auch entfallen.When the supply energy of the compressed air generating device 12 via an accumulator device 28 can be provided, the direct power supply via the first electrical supply line 17 also omitted.

Der jeweilige Betriebszustand der Drucklufterzeugereinrichtung 12 wird zweckmäßigerweise durch die elektronische Steuereinrichtung 26 vorgegeben. Selbige kommuniziert daher beim Ausführungsbeispiel über eine zur besseren Unterscheidung als zweite elektrische Steuerleitung 33 bezeichnete elektrische Steuerleitung mit der Drucklufterzeugereinrichtung 12 beziehungsweise mit deren Elektromotor 16. Somit wird die Drucklufterzeugereinrichtung 12 unabhängig voneinander mit der für ihren Betrieb erforderlichen elektrischen Versorgungsenergie – über die erste elektrische Versorgungsleitung 17 und/oder über die dritte elektrische Versorgungsleitung 32 – und mit den ihren Betriebszustand vorgebenden elektrischen Betätigungssignalen – über die zweite elektrische Steuerleitung 33 – gespeist. The respective operating state of the compressed air generating device 12 is expediently by the electronic control device 26 specified. The same communicates therefore in the embodiment of a better distinction as a second electrical control line 33 designated electrical control line with the compressed air generating device 12 or with their electric motor 16 , Thus, the compressed air generating device 12 independently of each other with the required electrical power for their operation - via the first electrical supply line 17 and / or via the third electrical supply line 32 - And with their operating state predetermining electrical actuation signals - via the second electrical control line 33 - fed.

Insbesondere wenn die Drucklufterzeugereinrichtung 12 über eine nur geringe elektrische Leistungsaufnahme verfügt, kann bei Vorhandensein einer elektronischen Steuereinrichtung 26 auf eine diesbezüglich unabhängige Energieversorgung über separate Versorgungsleitungen 17, 32 verzichtet werden und stattdessen die elektrische Versorgungsenergie über die elektronische Steuereinrichtung 26 zugeführt werden.In particular, when the compressed air generating device 12 has a low electrical power consumption, in the presence of an electronic control device 26 to an independent energy supply via separate supply lines 17 . 32 be omitted and instead the electrical supply energy via the electronic control device 26 be supplied.

Die elektronische Steuereinrichtung 26 ist zweckmäßigerweise so ausgebildet, dass sie den Betriebszustand der Drucklufterzeugereinrichtung 12 in Abhängigkeit von dem im Druckluftspeicher 6 herrschenden Luftdruck steuern kann. Beim Ausführungsbeispiel ist die Steuereinrichtung 26 so ausgelegt, dass sie die Drucklufterzeugereinrichtung 12 in Betrieb setzt, wenn der im Druckluftspeicher 6 herrschende Druck unter einen unteren Druckgrenzwert abfällt, und ferner die Drucklufterzeugereinrichtung 12 (wieder) außer Betrieb setzt, wenn der im Druckluftspeicher 6 herrschende Druck einen oberen Druckgrenzwert erreicht. Beide Druckgrenzwerte sind in der elektronischen Steuereinrichtung 26 als Vergleichswerte abgespeichert und können von einem in der Steuereinrichtung 26 ebenfalls hinterlegten Steuerprogramm mit Druck-Istwerten des im Druckluftspeicher 6 herrschenden Druckes verglichen werden.The electronic control device 26 is suitably designed so that it the operating state of the compressed air generating device 12 depending on the pressure in the compressed air reservoir 6 can control the prevailing air pressure. In the embodiment, the control device 26 designed to be the compressed air generating device 12 puts into operation, if in compressed air storage 6 prevailing pressure falls below a lower pressure limit, and further the compressed air generating device 12 (again) puts out of service when in the compressed air storage 6 prevailing pressure reaches an upper pressure limit. Both pressure limits are in the electronic control device 26 stored as comparison values and can by a in the control device 26 also stored control program with pressure actual values of the compressed air reservoir 6 to be compared to prevailing pressure.

Zur Erfassung der Druck-Istwerte ist die elektronische Steuereinrichtung 26 zweckmäßigerweise mit geeigneten Druckerfassungsmitteln 34 ausgestattet, beispielsweise mit einem Drucksensor oder mit einem Druckschalter, die mit dem Innenraum des Druckluftspeichers 6 kommunizieren, was in der Zeichnung durch einen Verbindungspfeil bei 35 angedeutet ist.For detecting the actual pressure values is the electronic control device 26 expediently with suitable pressure detection means 34 equipped, for example with a pressure sensor or with a pressure switch, with the interior of the compressed air reservoir 6 communicate what is indicated in the drawing by a connecting arrow 35 is indicated.

Im Rahmen der Druckerfassung ist auch eine Sicherheitsüberwachung realisierbar, indem beispielsweise ein Umschalten der Steuerventileinrichtung 7 in eine den Fluiddurchgang durch die Druckluftleitung 5 freigebende Stellung nur möglich ist, wenn im Druckluftspeicher 6 ein ausreichend hoher Luftdruck herrscht.As part of the pressure detection and security monitoring is realized, for example, by switching the control valve device 7 in a the fluid passage through the compressed air line 5 releasing position is only possible if in the compressed air reservoir 6 a sufficiently high air pressure prevails.

Vorzugsweise ist die elektronische Steuereinrichtung 26 mit Triggermitteln 36 ausgestattet, die unabhängig von einer externen Fremdeinwirkung dazu in der Lage sind, in Abhängigkeit von mindestens einem Auslöseereignis mindestens ein für die Steuerventileinrichtung bestimmtes elektrisches Betätigungssignal zu erzeugen.Preferably, the electronic control device 26 with triggering agents 36 equipped independently of an external external influence to be able to generate depending on at least one triggering event at least one for the control valve device specific electrical actuating signal.

Derartige Triggermittel 36 sind beim Ausführungsbeispiel in Form von in die elektronische Steuereinrichtung 26 integrierten und insbesondere in einem hinterlegten Steuerprogramm implementierten Zeitschaltmitteln realisiert. Diese Zeitschaltmittel verursachen in einer bestimmten zeitlichen Abfolge eine Aktivierung und Deaktivierung der elektronischen Steuereinrichtung 26.Such triggering agents 36 are in the embodiment in the form of in the electronic control device 26 implemented and implemented in particular in a stored control program time switching means. These timing means cause in a certain time sequence activation and deactivation of the electronic control device 26 ,

Entweder allein oder in Kombination mit den Zeitschaltmitteln oder in Kombination mit anderen Mitteln können die Triggermittel 36 auch über beim Ausführungsbeispiel vorhandene Auslösemittel 37 verfügen, die für den drahtlosen Empfang externer Steuersignale ausgelegt sind und in Abhängigkeit von solchen drahtlos zugeführten Steuersignalen eine Betätigung der Steuerventileinrichtung 26 hervorrufen können.Either alone or in combination with the time switches or in combination with other agents, the triggering agents 36 also on the triggering means present in the embodiment 37 equipped for the wireless receipt of external control signals and in response to such wirelessly supplied control signals actuation of the control valve means 26 can cause.

Insbesondere wenn die Steuerventileinrichtung 7 über eine nur geringe elektrische Leistungsaufnahme verfügt, kann die erste elektrische Steuerleitung 25 gleichzeitig dazu verwendet werden, um der Steuerventileinrichtung 7 elektrische Versorgungsenergie zuzuführen. Abgesehen davon besteht allerdings auch die Möglichkeit, die Steuerventileinrichtung 7 unabhängig von der elektronischen Steuereinrichtung 26 mit elektrischer Versorgungsenergie zu speisen. Hierzu kann eine stichpunktiert angedeutete vierte elektrische Versorgungsleitung 38 vorhanden sein, die unter Umgehung der Akkumulatoreinrichtung 28 mit der fotovoltaischen Energiewandlereinrichtung 18 verbunden ist. Alternativ kann diese vierte elektrische Versorgungsleitung 38 aber auch an die gegebenenfalls vorhandene Akkumulatoreinrichtung 28 angeschlossen sein.In particular, when the control valve device 7 has a low electrical power consumption, the first electrical control line 25 be used simultaneously to the control valve device 7 supply electrical supply energy. Apart from that, however, there is also the possibility of the control valve device 7 independent of the electronic control device 26 to feed with electrical supply energy. For this purpose, a punctiform indicated fourth electrical supply line 38 be present, bypassing the accumulator device 28 with the photovoltaic energy conversion device 18 connected is. Alternatively, this fourth electrical supply line 38 but also to the possibly existing accumulator device 28 be connected.

Auch wenn eine Akkumulatoreinrichtung 28 vorhanden ist, kann die elektronische Steuereinrichtung 26 unter Umgehung dieser Akkumulatoreinrichtung 28 zusätzlich direkt mit der mindestens einen Energiewandlereinrichtung 18 verbunden sein. Dies hat den Vorteil, dass zumindest ein Notbetrieb auch dann möglich ist, falls die Akkumulatoreinrichtung 28 ausfallen sollte. Eine entsprechende weitere elektrische Versorgungsleitung ist strichpunktiert bei 39 angedeutet.Even if an accumulator device 28 is present, the electronic control device 26 bypassing this accumulator device 28 additionally directly with the at least one energy conversion device 18 be connected. This has the advantage that at least one emergency operation is possible even if the accumulator device 28 should fail. A corresponding additional electrical supply line is in dot-dash lines 39 indicated.

Falls die Arbeitsvorrichtung 1 beispielsweise sowieso nur bei einer bestimmten Strahlungsintensität des Sonnenlichtes genutzt werden soll, kann auf die Akkumulatoreinrichtung 28 auch verzichtet werden. In diesem Fall würde, bezogen auf das Ausführungsbeispiel, die Drucklufterzeugereinrichtung 12 nur über die erste elektrische Versorgungsleitung 17 und die elektronische Steuereinrichtung 26 nur über die weitere elektrische Versorgungsleitung 39 mit elektrischer Energie versorgt werden. Ebenso würde bei Bedarf die Steuerventileinrichtung 7 eine eigenständige elektrische Energieversorgung ohne zwischengeschaltete Akkumulatoreinrichtung 28 nur mittels der vierten elektrischen Versorgungsleitung 38 erfahren. If the working device 1 For example, should be used only at a certain radiation intensity of sunlight anyway, can on the accumulator 28 also be waived. In this case, based on the embodiment, the compressed air generating device 12 only via the first electrical supply line 17 and the electronic control device 26 only via the additional electrical supply line 39 be supplied with electrical energy. Likewise, if necessary, the control valve device 7 an independent electrical energy supply without intermediate accumulator device 28 only by means of the fourth electrical supply line 38 Experienced.

Alle Komponenten der Antriebsvorrichtung 1 können kompakt zu einer Baueinheit zusammengefasst sein.All components of the drive device 1 can be compactly combined to form a unit.

Die Arbeitsvorrichtung 1 eignet sich vor allem sehr gut für Niederdruckanwendungen im Bereich von beispielsweise 3 bar. Hier kann eine Drucklufterzeugereinrichtung 12 mit kleiner Nennleistung und dementsprechend geringem Energieverbrauch eingesetzt werden.The working device 1 Especially suitable for low pressure applications in the range of, for example, 3 bar. Here can be a compressed air generator 12 be used with low power and accordingly low energy consumption.

Die pneumatische Antriebseinrichtung 2 verfügt beim Ausführungsbeispiel zwar über nur eine einzige, vorzugsweise als Linearantrieb ausgebildete Antriebseinheit, kann aber ebenso mit einer Mehrzahl pneumatischer Antriebseinheiten ausgestattet sein.The pneumatic drive device 2 Although in the embodiment, although only a single, preferably designed as a linear drive drive unit, but may also be equipped with a plurality of pneumatic drive units.

Noch nachzutragen ist, dass die Arbeitsvorrichtung 1 beispielsweise auch eingesetzt werden kann, um bei Regenüberlaufbecken einen Abfluss zu öffnen, wenn ein bestimmter Füllstand erreicht ist. Ferner kann die Arbeitsvorrichtung in Bereichen eingesetzt werden, in denen es auf Explosionssicherheit ankommt. Außerdem zeichnet sich die Arbeitsvorrichtung durch einen hohen Wirkungsgrad aus.Still to be added is that the working device 1 For example, it can also be used to open a drain at rain overflow basins when a certain level is reached. Furthermore, the working device can be used in areas where it depends on explosion safety. In addition, the working device is characterized by a high efficiency.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 03/046433 A1 [0002]
DE 202006001921 U1 [0004]
DE 3523627 A1 [0005]

Claims

Autarkic electropneumatic working device comprising the following components: - at least one energy conversion device ( 18 ) for generating electrical energy from regenerative primary energy, - a compressed air reservoir ( 6 ) for the provision of compressed air, - one with compressed air from the compressed air reservoir ( 6 ) actuatable pneumatic drive device ( 2 ) and - one between the compressed air storage ( 6 ) and the pneumatic drive device ( 2 ) activated control valve device ( 7 ) for controlling the compressed air supply of the pneumatic drive device ( 2 ), characterized in that the working device ( 1 ) additionally with a pneumatic to the compressed air reservoir ( 6 ) and serving for its supply with compressed air, electrically operated compressed air generating device ( 12 ) equipped with at least one energy conversion device ( 18 ) is operated.

Working device according to claim 1, characterized in that at least one energy conversion device ( 18 ) as suitable for generating electrical energy from solar energy Sonnenenergiewlereinrichtung ( 18a ), wherein it is expediently a photovoltaic energy conversion device.

Working device according to claim 1 or 2, characterized in that at least one energy conversion device ( 18 ) for generating electrical energy from wind energy suitable wind energy converter device ( 18b ) is trained.

Working device according to one of claims 1 to 3, characterized in that it is provided with a plurality of simultaneously and / or alternatively usable energy conversion devices ( 18 . 18a . 18b ), which are designed for the use of different types of primary energy and which are in particular at least a solar energy conversion device ( 18a ) and a wind energy conversion device ( 18b ).

Working device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the control valve device ( 7 ) is of electrically actuated design.

Working device according to claim 5, characterized in that the control valve device ( 7 ) from the at least one energy conversion device ( 18 ) is operated.

Working device according to claim 5 or 6, characterized in that it has a control device for controlling the operation of the control valve device ( 7 ) and with the same control technology communicating electronic control device ( 26 ).

Working device according to claim 7, characterized in that the electronic control device ( 26 ) control technology with the compressed air generating device ( 12 ) is communicated and configured to control its operation.

Working device according to claim 8, characterized in that it is connected to the compressed air reservoir ( 6 ) pressure-sensing means ( 34 ) and the control of the operation of the compressed air generating device ( 12 ) depending on the pressure sensing means ( 34 ) recorded pressure readings takes place.

Working device according to claim 9, characterized in that the pressure detecting means ( 34 ) a part of the electronic control device ( 26 ) form.

Working device according to one of claims 7 to 10, characterized in that the electronic control device ( 26 ) via triggering agent ( 36 ) for generating at least one of the control valve device ( 7 ) has certain actuation signal as a function of at least one triggering event, in particular in the form of integrated timing means and / or in the form of triggering means for the wireless reception of external control signals ( 37 ).

Working device according to one of claims 1 to 11, characterized in that it comprises one of the at least one energy conversion device ( 18 ) rechargeable accumulator device ( 28 ), of which at least one electrically actuatable component ( 7 . 16 ) of the working device ( 1 ) is supplied with electrical energy.

Working device according to claim 12, characterized in that the compressed air generating device ( 12 ) to supply the required for their operation electrical supply energy to the Accumulator ( 28 ) is connected, wherein they expediently in parallel, bypassing the accumulator ( 28 ) to the at least one energy conversion device ( 18 ) connected.

Working device according to claim 12 or 13, characterized in that the control valve device ( 7 ) for the supply of required for their operation electrical supply energy to the accumulator ( 28 ) is connected, wherein they expediently in parallel, bypassing the accumulator ( 28 ) to the at least one energy conversion device ( 18 ) connected.

Working device according to one of claims 12 to 14, characterized in that the electronic control device ( 26 ) for the supply of required for their operation electrical supply energy to the accumulator ( 28 ) is connected, wherein they expediently in parallel, bypassing the accumulator ( 28 ) to the at least one energy conversion device ( 18 ) connected.

Working device according to one of claims 1 to 15, characterized in that the compressed air generating device ( 12 ) an assembly consisting of an electric motor ( 16 ) and a compressor ( 14 ).

Working device according to one of claims 1 to 16, characterized in that the pneumatic drive device ( 2 ) contains at least one pneumatic linear drive and / or rotary drive and / or rotary actuator.

Working device according to one of claims 1 to 17, characterized in that it comprises at least one with the at least one drive device ( 2 ) drivingly coupled and expediently with this drive device ( 2 ) unit of work combined into a unit ( 3 ), for example a valve device.