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WO2015165685A1 - Druckmittelantrieb sowie verfahren zum betrieb eines druckmittelantriebes - Google Patents

Druckmittelantrieb sowie verfahren zum betrieb eines druckmittelantriebes Download PDF

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WO2015165685A1
WO2015165685A1 PCT/EP2015/057178 EP2015057178W WO2015165685A1 WO 2015165685 A1 WO2015165685 A1 WO 2015165685A1 EP 2015057178 W EP2015057178 W EP 2015057178W WO 2015165685 A1 WO2015165685 A1 WO 2015165685A1
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WO
WIPO (PCT)
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pressure medium
cylinder
piston
pressure
drive
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2015/057178
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English (en)
French (fr)
Inventor
Roland MONKA
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Priority to EP15714206.8A priority Critical patent/EP3114357A1/de
Publication of WO2015165685A1 publication Critical patent/WO2015165685A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/02—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/26—Locking mechanisms
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
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    • H01H33/02—Details
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    • H01H33/30—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using fluid actuator
    • H01H33/32—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using fluid actuator pneumatic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/26—Locking mechanisms
    • F15B2015/268—Fluid supply for locking or release independent of actuator pressurisation
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    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/28—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • H01H33/30—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using fluid actuator
    • H01H33/34—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using fluid actuator hydraulic

Definitions

  • the invention relates to a pressure medium drive with a cylinder and a piston movable relative to the cylinder, which are drivable relative to each other by mediating a particular fluid pressure medium, wherein between see piston and cylinder at least one serving for receiving a pressure medium pressure medium chamber is arranged.
  • Such a pressure medium drive is known for example from the published patent application DE 1 490 420.
  • a piston is arranged movable relative to a cylinder.
  • a relative movement between the piston and cylinder is used to actuate an electrical switching device.
  • complex fluid lines, valves, etc. are provided to produce a certain motion profile.
  • a cost-intensive structure is created due to the complexity.
  • a pressure medium drive serves to cause a movement.
  • the pressure medium drive is preferred to a kine matic chain coupled, which can be set on the pressure medium drive in motion.
  • a piston and a cylinder are movable relative to each other, wherein the piston and the cylinder at least in each case a section
  • the pressure medium chamber can receive a pressure medium, wherein a relative movement between the piston and cylinder can be effected as a function of the clamping state of the pressure medium.
  • the pressure medium is preferably a fluid pressure medium, for example a gas or a liquid.
  • mechanical pressure means such as reversibly deformable spring elements, such. As coil springs, leaf springs or elastomeric springs are used.
  • a relative movement of the piston and cylinder is accompanied by a change in the Spannzu- state of the pressure medium.
  • the fluid pressure medium within the pressure medium chamber is compressed (stretched), whereby energy is introduced into the pressure medium (clamping).
  • a clamping eg, a compression
  • a release for example a decompression
  • a piston-cylinder arrangement for example, by a compression, ie by an overpressure in the pressure medium chamber or by a decompression, ie, for example, a negative pressure in the pressure fluid chamber can be stretched to drive a relative movement between the piston and cylinder.
  • a compression ie by an overpressure in the pressure medium chamber
  • a decompression ie, for example, a negative pressure in the pressure fluid chamber
  • the parallel use of compression and decompression for tensioning and relaxing can also be provided.
  • a relative movement between piston and cylinder can be driven, for example, by a negative pressure in a first pressure medium chamber and at the same time by an overpressure in a second pressure medium chamber.
  • a latching of the piston and / or cylinder any relative movement between the piston and cylinder is prevented.
  • both the piston and the cylinder are each latchable, but it can also be provided that only the piston or the cylinder is verklinkbar.
  • a latching a relative movement of the piston and cylinder can be locked.
  • By a latching a state of the pressure medium in the pressure fluid chamber can be defined. This prevents unwanted tripping of a relative movement.
  • a volume change of the pressure medium chamber can be prevented by latching.
  • the latch can for example be provided directly on the piston and / or cylinder. However, it can also be provided that within the kinematic chain, which acts on the pressure medium drive, such a latch is arranged. Latching has the advantage that a tension of the pressure medium (eg a compression or decompression) can be built up, in particular within the pressure medium chamber, any, for example too early or too late relative movement between the piston and cylinder prevented by a latch can be. Thus, it is possible, for example, to force a release of the latch or a latching of the piston and cylinder as a function of the clamping state of the pressure medium within the pressure medium chamber.
  • a tension of the pressure medium eg a compression or decompression
  • a defined clamping state for example a specific overpressure or underpressure of the pressure medium.
  • a comparatively slow pressure increase or pressure decrease may be provided, since a premature release of a relative movement between the piston and the cylinder is prevented by a latching.
  • a limit value is a latch and with a reaching a defined clamping state of the pressure medium release of a latch occurs. It is thus possible to construct a pressure medium drive from relatively inexpensive elements.
  • the pressure medium can serve as an energy store in the pressure medium drive, wherein a storage of energy, if necessary, takes place only during a short period of time, for example during a tensioning of a pressure medium until a limit value is reached.
  • the pressure medium is tensioned and this clamping state of the pressure medium is maintained so that, if necessary, at the moment of retrieval of a movement that is to be effected by the pressure medium drive, already has a defined clamping state of the pressure medium and, for example, only by a Release of a latch movement can be delivered to a kinematic chain by the pressure medium drive.
  • the pressure medium as energy storage, whether a longer storage or whether immediately after reaching a limit value triggering a Verkleinkung is provided, such a construction allows a sudden release of a drive movement.
  • a further advantageous embodiment may provide that the piston is an abutment for a movement of the cylinder caused by the pressure medium.
  • the piston as an abutment makes it possible, for example, to support the piston in a stationary manner, whereupon a relative movement between piston and cylinder can be caused by a movement of the cylinder relative to the bearing of the piston. Furthermore, it can be advantageously provided that the cylinder is an abutment for a movement of the piston caused by the pressure medium.
  • the cylinder forms an abutment in order to produce a relative movement of the piston relative to the cylinder.
  • different movements of the pressure medium drive use different abutments on pistons or cylinders. It is thus possible, for example, to use the piston as an abutment in a movement in a first direction and to use the cylinder as an abutment in the case of a reversal movement in a second direction.
  • This can be advantageous, in particular in the case of pistons and cylinders of a pressure medium drive mounted rotatably relative to one another, since an increased variability of movements that can be generated by the pressure medium drive can thus be achieved.
  • a further advantageous embodiment can provide that a tensioning of the pressure medium takes place by a third clamping.
  • An external clamping of a pressure medium is understood to mean that, independently of the cylinder or independently of the piston, a tensioning of the pressure medium, in particular in the pressure center chamber, is caused. This has the advantage that clamping of the pressure medium is possible independently of a relative position of piston and cylinder. Thus, for example, emergency movements of the pressure medium drive can be triggered even in case of failure to trigger at least a partial movement of the pressure medium drive.
  • External clamping can be carried out, for example, by means of external clamping devices connected to the pressure medium.
  • a kinematic chain may be in communication with the pressure medium in the presence of a mechanical pressure medium and Z. B. cause compression or decompression of the pressure medium.
  • a fluid pressure medium it is possible to compress or decompress the fluid, for example, in the interior of the pressure medium chamber via a fluid line.
  • a further advantageous embodiment may provide that a tensioning of the pressure medium takes place by a self-tensioning.
  • a self-tensioning is understood to mean a tensioning of the pressure medium, which is caused by a relative movement of the piston and cylinder of the pressure medium drive.
  • a relative movement between the piston and cylinder is caused, wherein after the voltage, the introduced into the pressure medium energy can be used to cause a deliverable from the pressure medium drive movement.
  • a compression is caused by a reduction of the pressure medium chamber. After a release of a latch can be generated by relaxing the pressure medium, a relative movement between the piston and cylinder.
  • a further advantageous embodiment can provide that the piston and the cylinder are linearly movable relative to each other.
  • a linear movement between the piston and the cylinder makes it possible to use structurally simple pistons and cylinders.
  • standardized pistons with a circular cross-section can be used, which are mounted axially displaceably in a form-complementarily shaped cylinder in order to carry out a relative linear movement between cylinder and piston.
  • Such a device has the advantage that a linear movement can be generated in a simple manner can and working strokes with opposite sense of direction can be generated by the pressure medium drive.
  • a further advantageous embodiment can provide that the piston and the cylinder are rotatable relative to each other.
  • a piston and a cylinder may be rotatably supported relative to each other, this having the advantage that the piston and cylinder can always perform the same relative movement to each other, whereby an endless rotation of the piston and cylinder relative to each other with one and the same sense of relative rotation can becampusufbar.
  • working strokes are issued with divergent sense of rotation.
  • Rotary pressure medium drives allow the use of an inherent stress to be particularly advantageous, wherein latching of the piston and cylinder relative to each other is possible.
  • the piston can be configured in the form of a rotary piston, whereby compressions and decompressions of a pressure medium can be built up at the same time in several pressure medium chambers.
  • the piston and the cylinder can each be rotatably mounted, in particular they can be arranged rotatably about the same axis.
  • a further embodiment may provide that an actuator with a relative to another cylinder movable further piston actuates a latch.
  • the use of a further cylinder and a further piston on an actuator for latching a piston-cylinder arrangement of a pressure medium drive has the advantage that the actuator can be positioned at different positions of the pressure medium drive.
  • the actuator can lock the piston and / or the cylinder of the pressure medium drive directly.
  • the actuator engages in a kinematic chain, which can be driven by the pressure medium drive. It can be advantageous in this case if the actuator uses a similar pressure medium, such as that used in the pressure medium chamber of the pressure medium drive.
  • a state of the pressure medium (decompressed or compressed) of the pressure medium drive for controlling the pressure medium in the actuator.
  • a control of the actuator can be carried out in a simple manner when using a fluid pressure medium via a differential pressure measurement. This can be done, for example, hydraulically, pneumatically, etc. This is a disturbance insensitive
  • a further advantageous embodiment can provide that the pressure medium drive acts as a drive of an electrical switching device.
  • An electrical switching device has a current path which can be separated or switched through by means of switching contacts that can be moved relative to one another.
  • Switching devices are, for example, circuit breakers, circuit breakers, switch disconnectors, load switches, earthing switches, etc. All of these electrical switching devices share a generation of a movement of a first switching contact piece relative to a second switching contact piece.
  • Pressure fluid drive can serve to generate a relative movement of the first and second switching contact piece. This can the pressure medium drive via a kinematic chain with at least one of the switching contact pieces of the electrical
  • Switching device to be connected.
  • a movement is thereby coupled to at least one of the switching contact pieces, so that this can come into galvanic contact with the other switching contact piece or an existing galvanic contact between the switching contact pieces can be resolved.
  • a latching of the piston and / or the cylinder of the pressure medium drive can be provided for example on the kinematic chain, which extends between the pressure medium drive to the at least one switching contact piece.
  • a further object of the invention is a suitable method for operating a pressure medium drive with a piston and a cylinder and in particular a fluid
  • Specify pressure medium According to the invention the object is achieved in a method of the type mentioned above in that
  • a tensioned pressure medium is provided, that
  • Clamping state (eg reaching a limit value) of a pressure medium in the pressure medium chamber
  • a release of a latch can be triggered at any time, whereby a relative movement between the piston and cylinder is generated.
  • the pressure medium chamber between the piston and cylinder should be arranged.
  • Such a method has the advantage that a compression or decompression (clamping) of the pressure medium can take place during comparatively long periods, whereas a decompression or compression (release) of the pressure medium leads to a generation of a movement of the pressure medium drive within a substantially shorter time Time interval can be done.
  • a further advantageous embodiment can provide that the latch is released when a limit value of a voltage of the pressure medium is reached.
  • Insert pressure medium in the pressure medium chamber which is built up until a limit is exceeded and a latch is released when the limit value is exceeded. For example, with a completion of the movement of the pressure medium drive or a release of the latching a clamping of the pressure medium in the pressure medium chamber to produce a movement can be stopped.
  • the pressure medium When a limit value is reached, the pressure medium has a minimum voltage in order to produce a required movement profile of a relative movement between the piston and the cylinder. For example, a relative movement with a certain minimum speed and a certain minimum stroke are generated.
  • a release of the latch as a function of the clamping state of the pressure medium, in particular in a pressure medium chamber between the piston and cylinder, ensures a reliable, consistent operation of the pressure medium drive. Even after a large number of movements initiated by the pressure medium drive, a minimum relative speed between the piston and the cylinder as well as a minimum stroke can be achieved by maintaining z.
  • B. a ceremonigrenzwer- tes an overpressure or negative pressure can be ensured.
  • a further advantageous embodiment can provide that the pressure medium is tensioned by an external clamping in the pressure medium chamber.
  • a pressure medium in the pressure medium chamber can be tensioned (eg increased in its pressure (compressed) or reduced in pressure (decompressed)). This is advantageous because such a relative movement of the piston and cylinder are not necessary to cause a tensioning of the pressure medium in the pressure medium chamber.
  • the pressure medium chamber for example, maintain a constant volume, which can be done by a secondary system clamping of the pressure medium in the pressure medium chamber.
  • the pressure medium is tensioned by a self-tensioning in the pressure medium chamber.
  • An inherent tension of the pressure medium in the pressure medium chamber is caused by a relative movement of the piston and cylinder, said movement being driven from the outside, so that z. B. a compression or decompression for clamping the pressure medium, for example, by a volume change of the pressure medium space is generated.
  • a compression or decompression for clamping the pressure medium for example, by a volume change of the pressure medium space is generated.
  • rotatably movable piston and cylinder can this may be advantageous, for example, to produce a continuously continuous rotational movement with one and the same relative sense of rotation between the piston and cylinder.
  • a further advantageous embodiment may provide that after / during a tension and before a relaxation, the tensioned pressure medium acts as an energy store.
  • the tensioned pressure medium can act as an energy store, for example, to effect a slow build-up or a slow compression or decompression (clamping) of a fluid and to return this work done for shorter periods of time (relax).
  • pressure medium actuators are constructible, which can be controlled with low power and in turn can deliver high drive power.
  • the pressure medium can act, for example, as an energy store and hold a voltage for longer periods. However, it can also be provided that the pressure medium stores energy only as long as z. B. a compression or decompression has reached a certain limit and then a drive movement of the pressure medium drive can be issued immediately following.
  • a further advantageous embodiment can provide that in the pressure medium chamber, an increasing voltage of the pressure medium takes place and when a clamping threshold is exceeded, a release of the latch takes place.
  • a control of the latch on reaching or exceeding a limit value of compression or decompression (clamping) of the pressure medium has the advantage that immediately upon reaching the limit value, a movement of the pressure medium drive can be issued. Furthermore, the latching of the piston and / or cylinder as a function of a clamping limit value has the advantage that no undesired premature or delayed movement of a piston or a cylinder relative to the cylinder or piston is produced. can be fen. By a latching function of a clamping state of the pressure medium a secure power delivery is ensured at the pressure medium drive. In this way, the pressure medium drive can couple a similar motion profile, for example in a kinematic chain, even in the repeated case.
  • the clamping state of the pressure medium can also be represented by relative positions of the piston / cylinder of the pressure medium drive or the kinematic chain.
  • the clamping state of the pressure medium can also be represented by relative positions of the piston / cylinder of the pressure medium drive or the kinematic chain.
  • when using an internal stress of the pressure medium of the clamping state is recognizable by the position of the piston and cylinder.
  • a further advantageous embodiment can provide that the relative movement between the piston and cylinder moves a kinematic chain, on which a switching contact piece of an electrical switching device is arranged.
  • a kinematic chain is an operative connection between a pressure medium drive and a switching contact piece of an electrical switching device. Through the kinematic chain, it is possible to remove the location of the generation of movement of the switching contact piece, and to transmit via transmission elements movement. Transmission elements of the kinematic chain may be, for example, shafts, levers, gears, racks, etc. In this kinematic chain, for example, a latch for a piston and / or a cylinder engage, so that a relative movement between the piston and cylinder is prevented with effective latching.
  • a switching contact piece of a switching device can be arranged, for example, surrounded by an encapsulating housing, wherein the kinematic chain passes through the encapsulating housing, so that the pressure medium drive can be arranged outside the encapsulating housing. Accordingly, a latch can be arranged outside of the encapsulating.
  • the kinematics see chain sealingly penetrates the encapsulating, so that, for example, a fluid-tight encapsulating housing can be formed, which is penetrated by the kinematic chain, wherein a passage of a fluid is prevented due to a seal.
  • Figure 1 is a Kapselungsgepurate with a pressure medium drive
  • Figure 7 shows a further embodiment of a
  • FIG. 1 shows a pressure medium drive of an electrical switching device.
  • the electrical switching device has an encapsulating housing 1.
  • the encapsulating housing 1 surrounds a first and a second switching contact piece 2 3.
  • the first and the second switching contact piece 2,3 are movable relative to each other, wherein the second switching contact piece 3 is mounted stationary and the second switching contact piece 3 is movable.
  • the second switching contact piece 2 is connected via a kinematic chain 4 with the pressure medium drive.
  • the pressure medium drive in turn has a cylinder 5 and a piston 6.
  • the cylinder 5 and the piston 6 are movable relative to each other and arranged outside of the encapsulating housing 1.
  • a rotary movement through a wall of the encapsulating housing 1 is transferable.
  • the drive shaft 7 is fluid-tight in the cap selungsgephaseuse 1 used, so that the switching contact pieces 2, 3 are separated by means of the encapsulating 1 hermetically from the environment of the encapsulating 1.
  • About the relatively movable switching contact pieces 2, 3 are connected to this phase conductor sections z electrically connected to each other or electrically separable from each other.
  • an arrangement of a single phase conductor within the capsule housing 1 is shown schematically in FIG. However, it can also be provided that a plurality of phase conductors can be switched together by means of one and the same pressure medium drive.
  • a multi-phase electric power transmission system for example, a three-phase AC voltage system within one and the same encapsulating 1 insulated electrically and to move the respective switching contact pieces 2, 3 of the individual phase conductors synchronized via the pressure medium drive.
  • the interior of the encapsulating housing 1 can be filled with an electrically insulating fluid.
  • this may be an electronegative gas, such as
  • the encapsulating housing 1 can be designed as a pressure vessel, so that the electrically insulating fluid can also be placed under an overpressure in the interior.
  • the wall of the encapsulating housing 1 forms a pressure-resistant barrier, which must withstand the differential pressure between the interior of the encapsulating housing 1 and the exterior of the encapsulating housing 1.
  • an electrically insulating fluid this can also be present in liquid form; if appropriate, gaseous and liquid states can also be present within the encapsulation housing 1 at the same time.
  • the encapsulating housing 1 can be made electrically conductive or electrically insulating.
  • the encapsulating housing 1 can be connected to other identically constructed or alternatively designed encapsulating housings become.
  • encapsulating housings which are complementary in shape with flange openings of further encapsulating housings are suitable.
  • flange openings which are complementary in shape with flange openings of further encapsulating housings are suitable.
  • the drive shaft 7 is connected as part of the kinematic chain with a crank arm 8.
  • the crank arm 8 is rigidly connected to the drive shaft 7, so that a rotational movement of the drive shaft 7 is transmitted to the crank arm 8.
  • a connecting rod is guided within a slot of the crank arm 8. The connecting rod is connected to the movable first switching contact piece 2.
  • FIG. 2 shows the position of piston and cylinder 5, 6 in the switched-on state of the electrical switching device (as in FIG. 1). To the electrical switching device To turn off, a sequence of movements as shown in Figures 2 to 4, to perform.
  • the cylinder 5 has a hollow circular cylindrical cross-section, wherein the cylinder 5 is rotatably mounted to the drive shaft 7. In order to divide the interior of the cylinder 5) len, this has two lying on a diameter of the cylinder 5 dividing walls 9.
  • the dividing walls 9 each form a cylinder bottom.
  • the dividing walls 9 are fluid-tight and rigidly fixed on the inner shell side on the cylinder 5, wherein the dividing walls 9 with their drive 15 shaft 7 facing ends sealingly abut the piston 6.
  • the piston 6 has centric a sleeve-like structure, which is mounted on the drive shaft 7 angularly fixed. Radial fortragend the piston 6 is equipped with piston walls 10.
  • the piston walls 10 are arranged lying on a diameter of the cylinder 5 5 lying.
  • the piston walls 10 are on the inner side of the cylinder 5 sealingly.
  • the cylinder 5 is each closed at the end, so that closed pressure medium chambers IIa, IIb, 11c, Lld between the piston 6 and cylinder 5 are arranged. Fertilize through the Trennwan- 25 9 and the piston walls 10 are within the cylinder 5 between the piston 6 and cylinder 5 respectively
  • the piston 6 In order to initiate a drive movement by means of pressure medium drive, the piston 6 is initially blocked in its movement by a latch. By means of an external force, the cylinder 5 is set in rotation, whereby a first group of pressure medium chambers IIa, IIb respectively in their volume
  • a second group of pressure fluid chambers 11c, Lld are each increased in volume. Consequently, within the first group of printing Middle chambers IIa, IIb there is a pressure medium located there in its pressure, whereas in the second group of pressure medium chambers 11c, lld decompression of a pressure medium located there occurs. In the present case, a gaseous pressure medium is used. After reaching a sufficient compression / decompression in the pressure medium chambers IIa, IIb, 11c, lld the piston 6 is latched by means of a latch not shown in the figures. The volumes of pressure medium contained in the pressure medium chambers IIa, IIb, 11c, 11d store the introduced energy.
  • a third-party clamping is used, in which case there is a compression / decompression of the pressure medium in the individual pressure fluid chambers IIa, IIb, 11c, Lld from the outside. Also in this case, the pressure medium acted upon by pressure or negative pressure fluid in the pressure medium chambers IIa, IIb, 11c, lld used as energy storage. The volume of the pressure medium chambers IIa, IIb, 11c, lld does not change during tensioning.
  • Pressure medium drive shown, in which case a representation of the switching contact pieces 2, 3 was omitted.
  • the electrical switching device essentially corresponds to the representation according to FIG. 1, the drive shaft 7 projecting through the encapsulating housing 1 serving as the interface.
  • a piston 6a instead of a coupling of a rotatable piston 6 to the drive shaft 7, the use of a piston 6a, as well as of a cylinder 5a is provided in the further embodiment of a pressure medium drive, which are arranged to be linearly movable.
  • the piston 6a of the further embodiment of a pressure medium drive is designed substantially hollow cylindrical, wherein a in the cylinder 5a inserted piston 6a along the cylinder axis is movable.
  • the further embodiment of a pressure medium drive has a pressure medium chamber on which can be filled or emptied via a foreign clamping device 12 with a pressure medium.
  • a fluid pressure medium can be so pressed into the pressure fluid chamber all or removed from the pressure fluid chamber llle.
  • the piston 6a is moved relative to the cylinder 5a.
  • the cylinder 5 a is supported on the encapsulating housing 1.
  • a linear movement of the piston 6a in a rotational movement can be changed.
  • the further crank arm 8a is connected outside the encapsulating housing 1 to the drive shaft 7.
  • a latch 13 is arranged, in which a pivotable latch 14 is movable into it.
  • the pivotable latch 14 is also fixedly mounted on the encapsulating housing 1. Via an actuator 15, a pivoting movement of the bolt 14 can be initiated.
  • the actuator 15 is also designed as a piston-cylinder arrangement which can be actuated via a fluid.
  • the actuator 15 should likewise be mounted on the encapsulating housing 1.
  • an operating method is selected such that by means of the external clamping device 12 first an overpressure of a pressure medium in the pressure medium chamber is generated, during which time the bolt 14 under engagement with the further crank arm 8 located in the case 13 a movement of the piston 6a of the further pressure medium drive blocked. Only when reaching a limit value of the compression of the pressure medium within the pressure medium chamber lle an actuation of the actuator 15, which moves the latch 14 out of the case 13, whereby a release of the latching of the piston 6a occurs, whereupon it jumps to the drive shaft. 7 emits.
  • the pressure in the pressure medium chamber can be detected and via the control device 16, upon reaching a limit value of the pressure in the pressure medium chamber, the latch can be released by actuation of the actuator 15.
  • Trap 13 designed such that with the same latch 14 a latching of the piston 6a takes place both for a switch-on and for a switch-off.
  • an additional piston-cylinder arrangement is provided on the pressure medium drive for a switch-off, so that for the on and off on the drive shaft 7, two separate piston cylinder assemblies are used. These two piston-cylinder arrangements can also turn one each
  • a pressure medium drive with a double-acting piston a so-called Differential piston is equipped, so that a movement in both the input and in the Ausschalttraum can always be performed by positive pressure or negative pressure.

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Abstract

Ein Druckmittelantrieb mit einem Zylinder (5, 5a) sowie einem relativ zum Zylinder (5, 5a) bewegbaren Kolben (6, 6a) weist einen zur Aufnahme eines Druckmittels dienenden Druckmittelkammer (11a, 11b, 11c, 11d, 11e) auf. Der Kolben (6, 6a) oder der Zylinder (5, 5a) sind insbesondere in Abhängigkeit einer Spannung eines Druckmittels in der Druckmittelkammer (11a, 11b, 11c, 11d, 11e) verklinkbar. Weiterhin ist ein Verfahren zum Betrieb des Druckmittelantriebes vorgesehen.

Description

Beschreibung
Druckmittelantrieb sowie Verfahren zum Betrieb eines Druckmittelantriebes
Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckmittelantrieb mit einem Zylinder und einem relativ zu dem Zylinder bewegbaren Kolben, welche unter Vermittlung eines insbesondere fluiden Druckmittels relativ zueinander antreibbar sind, wobei zwi- sehen Kolben und Zylinder zumindest eine zur Aufnahme eines Druckmittels dienenden Druckmittelkammer angeordnet ist.
Ein derartiger Druckmittelantrieb ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift DE 1 490 420 bekannt. Dort ist ein Kolben relativ zu einem Zylinder bewegbar angeordnet. Eine Relativbewegung zwischen Kolben und Zylinder dient einem Betätigen eines elektrischen Schaltgerätes. Um ein zuverlässiges Betreiben des elektrischen Schaltgerätes zu ermöglichen, sind zusätzlich zu Kolben und Zylinder aufwändige Fluidleitungen, Ventile usw. vorgesehen, um eine bestimmtes Bewegungsprofil zu erzeugen. Zum einen benötigt eine derartig komplexe Konstruktion einen nicht unerheblichen Bauraum, zum anderen wird auf Grund der Komplexität eine kostenintensive Struktur geschaffen .
Daher ist es Aufgabe der Erfindung, einen bauraumreduzierten und kostengünstigen Druckmittelantrieb hervorzubringen, welcher eine Antriebsleistung zuverlässig liefert. Erfindungsgemäß wird dies bei einem Druckmittelantrieb der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Kolben und/oder der Zylinder insbesondere in Abhängigkeit eines Spannzustandes des Druckmittels in der Druckmittelkammer verklinkbar sind.
Ein Druckmittelantrieb dient einem Hervorrufen einer Bewegung. Dazu ist der Druckmittelantrieb bevorzugt an eine kine- matische Kette gekoppelt, die über den Druckmittelantrieb in Bewegung versetzt werden kann. Ein Kolben und ein Zylinder sind dabei relativ zueinander bewegbar, wobei der Kolben sowie der Zylinder zumindest jeweils abschnittsweise eine
Druckmittelkammer begrenzen. Die Druckmittelkammer kann ein Druckmittel aufnehmen, wobei in Abhängigkeit des Spannzustandes des Druckmittels eine Relativbewegung zwischen Kolben und Zylinder bewirkt werden kann. Bevorzugt ist das Druckmittel ein fluides Druckmittel, beispielsweise ein Gas oder eine Flüssigkeit. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass mechanische Druckmittel, wie beispielsweise reversibel verformbare Federelemente, wie z. B. Schraubenfedern, Blattfedern oder elastomere Federn zum Einsatz kommen. Eine Relativbewegung von Kolben und Zylinder ist von einer Änderung des Spannzu- Standes des Druckmittels begleitet. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das fluide Druckmittel innerhalb der Druckmittelkammer komprimiert (gespannt) wird, wodurch Energie in das Druckmittel (Spannen) eingebracht wird. Im Sinne dieser Anmeldung ist unter einem Spannen (z. B. ein Kompri- mieren) ein Einbringen von Energie in das Druckmittel zu verstehen, wobei unter einem Entspannen (z. B. ein Dekomprimieren) eine Entnahme von Energie aus dem Druckmittel zu Antriebszwecken zu verstehen. Eine Kolben-Zylinder-Anordnung kann beispielsweise durch eine Kompression, d. h. durch einen Überdruck in der Druckmittelkammer oder auch durch eine Dekompression, d. h. beispielsweise einen Unterdruck in der Druckmittelkammer gespannt werden, um eine Relativbewegung zwischen Kolben und Zylinder zu treiben. Um mit dem Druckmittelantrieb erzeugbare Kräfte zu verstärken, kann auch die pa- rallele Nutzung von Kompression und Dekompression zum Spannen und Entspannen vorgesehen sein. So kann eine Relativbewegung zwischen Kolben und Zylinder beispielsweise durch einen Unterdruck in einer ersten Druckmittelkammer und zeitgleich durch einen Überdruck in einer zweiten Druckmittelkammer ge- trieben werden. Durch eine Verklinkung von Kolben und/oder Zylinder ist eine beliebige Relativbewegbarkeit zwischen Kolben und Zylinder verhindert. Es kann vorgesehen sein, dass sowohl Kolben als auch Zylinder jeweils verklinkbar sind, es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass lediglich der Kolben oder der Zylinder verklinkbar ist. Durch eine Verklinkung kann eine Relativbewegung von Kolben und Zylinder gesperrt werden. Durch eine Verklinkung kann ein Zustand des Druckmittels in der Druckmittelkammer festgelegt sein. So ist ein unerwünschtes Auslö- sen einer Relativbewegung verhindert. Insbesondere kann durch ein Verklinken eine Volumenänderung der Druckmittelkammer verhindert werden. Erst mit Freigabe der Verklinkung (en) ist eine Relativbewegung zwischen Kolben und Zylinder möglich. Die Verklinkung kann beispielsweise unmittelbar an Kolben und/oder Zylinder vorgesehen sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass innerhalb der kinematischen Kette, auf welche der Druckmittelantrieb einwirkt, eine derartige Verklinkung angeordnet ist. Ein Verklinken weist den Vorteil auf, dass eine Spannung des Druckmittels (z. B. eine Kompression bzw. Dekompression) insbesondere innerhalb der Druckmittelkammer aufgebaut werden kann, wobei eine beliebige, beispielsweise zu frühe oder zu späte Relativbewegung zwischen Kolben und Zylinder durch eine Verklinkung verhindert werden kann. So ist es beispielsweise möglich, in Abhängigkeit des Spannzustandes des Druckmittels innerhalb der Druckmittelkammer eine Freigabe der Verklinkung bzw. ein Verklinken von Kolben und Zylinder zu erzwingen. Dies weist den Vorteil auf, dass erst bei Vorliegen eines definierten Spannzustandes, beispielsweise ein bestimmter Überdruck oder Unterdruck des Druckmittels eine Freigabe einer Relativbewegung von Kolben und Zylinder erfolgt. So kann beispielsweise zur Erreichung eines bestimmten Druckes des Druckmittels ein vergleichsweise langsames Druckerhöhen bzw. Druckerniedrigen vorgesehen sein, da ein vorschnelles Auslösen einer Relativbewegung zwischen Kolben und Zylinder durch eine Verklinkung verhindert ist.
Insbesondere kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass mit einem Einsetzen eines Spannens des Druckmittels bis zu einem Errei- chen eines Grenzwertes eine Verklinkung vorliegt und mit einem Erreichen eines definierten Spannzustandes des Druckmittels eine Freigabe einer Verklinkung erfolgt. So ist es möglich, einen Druckmittelantrieb aus vergleichsweise kosten- günstigen Elementen aufzubauen. Das Druckmittel kann dabei im Druckmittelantrieb als Energiespeicher dienen, wobei eine Speicherung von Energie bedarfsweise lediglich während eines kurzen Zeitraums, beispielsweise während eines Spannens eines Druckmittels bis zum Erreichen eines Grenzwertes erfolgt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Druckmittel gespannt wird und dieser Spannzustand des Druckmittels aufrechterhalten wird, so dass bedarfsweise im Moment eines Abrufes einer Bewegung, die durch den Druckmittelantrieb bewirkt werden soll, bereits ein definierter Spannzustand des Druckmittels vorliegt und beispielsweise lediglich durch eine Freigabe einer Verklinkung eine Bewegung an eine kinematische Kette durch den Druckmittelantrieb abgegeben werden kann. Unabhängig von der Art der Nutzung des Druckmittels als Energiespeicher, ob eine längere Speicherung oder ob unmittelbar nach Erreichen eines Grenzwertes eine Auslösung einer Ver- kleinkung vorgesehen ist, ist durch eine derartige Konstruktion eine sprungartige Freigabe einer Antriebsbewegung ermöglicht. So kann beispielsweise während vergleichsweise langer Zeiträume ein Spannen des Druckmittels gegen eine von einer Verklinkung bewirkte Kraft erfolgen und bedarfsweise durch
Freigabe der Verklinkung eine Bewegung vom Druckmittelantrieb abgegeben werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der Kolben ein Widerlager für eine durch das Druckmittel bewirkte Bewegung des Zylinders ist.
Die Nutzung des Kolbens als Widerlager ermöglicht es, den Kolben beispielsweise ortsfest abzustützen, worauf eine Rela- tivbewegung zwischen Kolben und Zylinder durch eine Bewegung des Zylinders relativ zur Lagerung des Kolbens hervorgerufen werden kann. Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Zylinder ein Widerlager für eine durch das Druckmittel bewirkte Bewegung des Kolbens ist.
Es kann auch vorgesehen sein, dass der Zylinder ein Widerlager bildet, um eine Relativbewegung des Kolbens gegenüber dem Zylinder hervorzurufen. Je nach konstruktiver Ausgestaltung kann beispielsweise auch vorgesehen sein, dass unterschiedliche Bewegungsabläufe des Druckmittelantriebes unterschiedliche Widerlager an Kolben oder Zylinder nutzen. So ist es beispielsweise möglich, bei einer Bewegung in einer ersten Richtung den Kolben als Wider- lager zu nutzen und bei einer Umkehrbewegung in eine zweite Richtung den Zylinder als Widerlager zu nutzen. Insbesondere bei drehbar zueinander gelagerten Kolben und Zylindern eines Druckmittelantriebes kann dies von Vorteil sein, da so eine vergrößerte Variabilität von Bewegungen, die vom Druckmittel - antrieb erzeugt werden können, erzielt werden kann.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass ein Spannen des Druckmittels durch ein Fremdspannen erfolgt. Unter einem Fremdspannen eines Druckmittels wird verstanden, dass unabhängig von dem Zylinder bzw. unabhängig von dem Kolben ein Spannen des Druckmittels insbesondere in der Druckmittekammer hervorgerufen wird. Dies weist den Vorteil auf, dass ein Spannen des Druckmittels unabhängig von einer Rela- tivlage von Kolben und Zylinder möglich ist. So können beispielsweise auch im Störungsfalle noch Notbewegungen des Druckmittelantriebes ausgelöst werden, um zumindest eine Teilbewegung des Druckmittelantriebes auszulösen. Ein Fremdspannen kann beispielsweise durch mit dem Druckmittel verbun- dene Fremdspanneinrichtungen vorgenommen werden. Beispielsweise kann eine kinematische Kette bei Vorliegen eines mechanischen Druckmittels mit dem Druckmittel in Verbindung stehen und z. B. eine Kompression bzw. Dekompression des Druckmittels bewirken. Bei Nutzung eines fluiden Druckmittels ist es möglich, über eine Fluidleitung das Fluid beispielsweise im Inneren der Druckmittelkammer zu komprimieren bzw. zu dekom- primieren.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass ein Spannen des Druckmittels durch ein Eigenspannen erfolgt. Unter einem Eigenspannen wird ein Spannen des Druckmittels verstanden, welches durch eine Relativbewegung von Kolben und Zylinder des Druckmittelantriebs hervorgerufen wird. Durch eine Relativbewegung von Kolben und Zylinder kann ein Druckmittel insbesondere in der Druckmittelkammer gespannt z. B. komprimiert bzw. dekomprimiert werden. Dazu wird eine Relativbewegung zwischen Kolben und Zylinder hervorgerufen, wobei nach erfolgter Spannung die in das Druckmittel eingebrachte Energie zum Hervorrufen einer von dem Druckmittelantrieb abgebbaren Bewegung verwendet werden kann. So kann beispiels- weise vorgesehen sein, dass eine Kompression durch eine Verkleinerung der Druckmittelkammer hervorgerufen wird. Nach einer Freigabe einer Verklinkung kann durch ein Entspannen des Druckmittels eine Relativbewegung zwischen Kolben und Zylinder erzeugt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der Kolben und der Zylinder relativ zueinander linear bewegbar sind. Eine Linearbewegung zwischen Kolben und Zylinder gestattet es, konstruktiv einfache Kolben und Zylinder einzusetzen. Bevorzugt können standardisierte Kolben mit kreisförmigem Querschnitt eingesetzt werden, welche in einem formkomplementär ausgebildeten Zylinder axial verschieblich gelagert sind, um eine relative Linearbewegung zwischen Zylinder und Kolben zu vollziehen. Eine derartige Einrichtung weist den Vorteil auf, dass in einfacher Weise eine Linearbewegung erzeugt werden kann und Arbeitshübe mit entgegengesetztem Richtungssinn durch den Druckmittelantrieb erzeugt werden können. So ist es beispielsweise von Vorteil, sowohl eine Einschaltbewegung als auch eine Ausschaltbewegung mit ein und derselben Kolben- Zylinder-Anordnung zu bewirken.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der Kolben und der Zylinder relativ zueinander rotatorisch bewegbar sind.
Ein Kolben und ein Zylinder können relativ zueinander drehbar gelagert sein, wobei dies den Vorteil aufweist, dass Kolben und Zylinder stets die gleiche Relativbewegung zueinander ausführen können, wodurch ein endloses Rotieren von Kolben und Zylinder relativ zueinander mit ein und demselben Relativdrehsinn hervorrufbar sein kann. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass Arbeithübe mit voneinander abweichendem Drehrichtungssinn abgegeben werden. Weiterhin lassen sich durch eine drehbare Bewegung von Kolben und Zylinder relativ zueinander in einfacher Weise mehrere Druckmittelkammern ausbilden, die beispielsweise parallel mit Überdruck und Unterdruck des Druckmittels arbeiten und dabei in ihrer Kraftwirkung einander unterstützen. Besonders vorteilhaft lassen rotatorische Druckmittelantriebe den Einsatz einer Eigenspan- nung zu, wobei eine Verklinkung von Kolben und Zylinder relativ zueinander möglich ist. Vorteilhafterweise kann der Kolben in Form eines Drehkolbens ausgestaltet sein, wodurch zeitgleich in mehreren Druckmittelkammern Kompressionen und Dekompressionen eines Druckmittels aufgebaut werden können. Der Kolben und der Zylinder können jeweils drehbar gelagert sein, insbesondere können sie um dieselbe Achse drehbar angeordnet sein.
Eine weitere Ausgestaltung kann vorsehen, dass ein Aktuator mit einem relativ zu einem weiteren Zylinder bewegbaren weiteren Kolben eine Verklinkung betätigt. Die Nutzung eines weiteren Zylinders und eines weiteren Kolbens an einem Aktuator zur Verklinkung einer Kolben-Zylinder- Anordnung eines Druckmittelantriebes weist den Vorteil auf, dass der Aktuator an verschiedenen Positionen des Druckmit- telantriebes positionierbar sein kann. Beispielsweise kann der Aktuator den Kolben und/oder den Zylinder des Druckmittelantriebes unmittelbar verriegeln. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Aktuator in eine kinematische Kette, welche durch den Druckmittelantrieb antreibbar ist, ein- greift. Vorteilhaft kann dabei sein, wenn der Aktuator ein gleichartiges Druckmittel verwendet, wie jenes in der Druckmittelkammer des Druckmittelantriebes genutzte. Dies gestattet es in einfacher Weise, beispielsweise einen Zustand des Druckmittels (dekomprimiert oder komprimiert) des Druckmit- telantriebes zum Steuern des Druckmittels im Aktuator zu verwenden. So kann beispielsweise in einfacher Weise bei der Verwendung eines fluiden Druckmittels über eine Differenz - druckmessung eine Ansteuerung des Aktuators vorgenommen werden. Dies kann beispielsweise hydraulisch, pneumatisch usw. vorgenommen werden. Damit wird ein störungsunempfindliches
System geschaffen, um eine Verklinkung des Druckmittelantriebes zu steuern.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der Druckmittelantrieb als Antrieb einer elektrischen Schalteinrichtung wirkt.
Eine elektrische Schalteinrichtung weist einen Strompfad auf, welcher mittels relativ zueinander bewegbarer Schaltkontakt- stücke auftrennbar bzw. durchschaltbar ist. Elektrische
Schalteinrichtungen sind beispielsweise Leistungsschalter, Trennschalter, Lasttrennschalter, Lastschalter, Erdungsschalter usw. All diesen elektrischen Schalteinrichtungen gemein ist eine Erzeugung einer Bewegung eines ersten Schaltkontakt- Stückes relativ zu einem zweiten Schaltkontaktstück. Der
Druckmittelantrieb kann einer Erzeugung einer Relativbewegung von erstem und zweitem Schaltkontaktstück dienen. Dazu kann der Druckmittelantrieb über eine kinematische Kette mit zumindest einem der Schaltkontaktstücke der elektrischen
Schalteinrichtung verbunden werden. Eine Bewegung wird dabei auf zumindest eines der Schaltkontaktstücke eingekoppelt, so dass dieses in galvanischem Kontakt mit dem anderen Schaltkontaktstück treten kann oder ein bestehender galvanischer Kontakt zwischen den Schaltkontaktstücken aufgelöst werden kann. Eine Verklinkung des Kolbens und/oder des Zylinders des Druckmittelantriebes kann beispielsweise an der kinematischen Kette, welche sich zwischen dem Druckmittelantrieb zu dem zumindest einen Schaltkontaktstück erstreckt vorgesehen sein.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein geeignetes Verfahren zum Betrieb eines Druckmittelantriebes mit einem Kolben und einem Zylinder und einem insbesondere fluiden
Druckmittel anzugeben. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem Verfahren der vorstehend genannten Art dadurch gelöst, dass
- in einer Druckmittelkammer ein gespanntes Druckmittel vor- gehalten ist, dass
- nach Freigabe einer Verklinkung von Kolben und/oder Zylinder getrieben durch eine Entspannung des Druckmittels eine Relativbewegung zwischen Kolben und Zylinder erfolgt. Mit dem Anliegen bzw. einem Erreichen eines definierten
Spannzustandes (z. B. Erreichen eines Grenzwertes) eines Druckmittels in der Druckmittelkammer kann zu einem beliebigen Zeitpunkt eine Freigabe einer Verklinkung ausgelöst werden, wodurch eine Relativbewegung zwischen Kolben und Zylin- der erzeugt wird. Bevorzugt sollte die Druckmittelkammer zwischen Kolben und Zylinder angeordnet sein. Ein derartiges Verfahren weist den Vorteil auf, dass eine Kompression bzw. Dekompression (Spannen) des Druckmittels während vergleichsweise langer Zeiträume erfolgen kann, wohingegen eine Dekom- pression bzw. Kompression (Entspannen) des Druckmittels zu einem Erzeugen einer Bewegung des Druckmittelantriebs innerhalb eines wesentlich kürzeren Zeitintervalles erfolgen kann. Somit ist es möglich, ein Spannen mit kostengünstigen Vorrichtungen vorzunehmen und ein zuverlässiges rasches, insbesondere sprunghaftes, Abgeben einer Relativbewegung zwischen Kolben und Zylinder an dem Druckmittelantrieb zu gewährleis- ten. Damit können aufwändige großbauende bzw. kostenintensive Systeme vermieden werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Verklinkung mit Erreichen eines Grenzwertes einer Span- nung des Druckmittels freigegeben wird.
Wird eine Verklinkung mit Erreichen eines Grenzwertes einer Spannung freigegeben, so ist die Möglichkeit gegeben, ein stetiges Spannen des Druckmittels in der Druckmittelkammer vorzunehmen und unmittelbar nach Erreichen eines Grenzwertes eine Auslösung des Druckmittelantriebs zuzulassen. Dadurch wird die Druckmittelkammer nur während vergleichsweise kurzer Intervalle z. B. mit einem Überdruck bzw. Unterdruck beaufschlagt. Nach Abgabe einer Bewegung durch den Druckmittelan- trieb ist es nicht erforderlich, eine erneute Spannung des Druckmittels in der Druckmittelkammer unmittelbar vorzunehmen. Dadurch ist eine dauerhafte Belastung des Druckmittelantriebes z. B. durch Über- bzw. Unterdrücke in der Druckmittelkammer verhindert. Beispielsweise kann erst mit Abrufen einer Bewegung von dem Druckmittelantrieb eine Spannung des
Druckmittels in der Druckmittelkammer einsetzen, die so lange aufgebaut wird, bis ein Grenzwert überschritten ist und mit Überschreiten des Grenzwertes eine Verklinkung freigegeben wird. Zum Beispiel mit einem Abschließen der Bewegung des Druckmittelantriebes oder einer Freigabe der Verklinkung kann ein Spannen des Druckmittels in der Druckmittelkammer zur Erzeugung einer Bewegung abgebrochen werden.
Mit Erreichen eines Grenzwertes weist das Druckmittel eine Mindestspannung auf, um ein erforderliches Bewegungsprofil einer Relativbewegung zwischen Kolben und Zylinder hervorzurufen. So kann beispielsweise eine Relativbewegung mit einer bestimmten Mindestgeschwindigkeit sowie einem bestimmten Mindesthub erzeugt werden. Eine Freigabe der Verklinkung in Abhängigkeit des Spannzustands des Druckmittels insbesondere in einer Druckmittelkammer zwischen Kolben und Zylinder, sichert eine zuverlässige, gleichbleibende Arbeitsweise des Druckmittelantriebs. Auch nach einer Vielzahl von durch den Druckmittelantrieb initiierten Bewegungsabläufen kann so eine Min- destrelativgeschwindigkeit zwischen Kolben und Zylinder sowie ein Mindesthub durch Einhaltung z. B. eines Mindestgrenzwer- tes eines Überdruckes beziehungsweise Unterdruckes sichergestellt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das Druckmittel durch ein Fremdspannen in der Druckmittelkam- mer gespannt wird.
Durch ein Fremdspannen kann ein Druckmittel in der Druckmittelkammer gespannt werden (z. B. in seinem Druck erhöht (komprimiert) oder in seinem Druck reduziert (dekomprimiert) ) . Vorteilhaft ist dies, da so eine Relativbewegung von Kolben und Zylinder nicht notwendig sind, um ein Spannen des Druckmittels in der Druckmittelkammer hervorzurufen. Die Druckmittelkammer kann beispielsweise ein konstantes Volumen beibehalten, wobei durch ein sekundäres System ein Spannen des Druckmittels in der Druckmittelkammer erfolgen kann.
Weiter kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Druckmittel durch ein Eigenspannen in der Druckmittelkammer gespannt wird .
Ein Eigenspannen des Druckmittels in der Druckmittelkammer wird durch eine Relativbewegung von Kolben und Zylinder hervorgerufen, wobei diese Bewegung von außen getrieben ist, so dass z. B. eine Komprimierung bzw. Dekomprimierung zum Span- nen des Druckmittels beispielsweise durch eine Volumenänderung des Druckmittelraumes erzeugt wird. Insbesondere bei rotatorisch zueinander bewegbarem Kolben und Zylinder kann dies von Vorteil sein, um beispielsweise eine kontinuierlich fortlaufende Drehbewegung mit ein und demselben relativen Drehsinn zwischen Kolben und Zylinder hervorzurufen. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass nach/während einer Spannung und vor einer Entspannung das gespannte Druckmittel als Energiespeicher wirkt.
Das gespannte Druckmittel kann als Energiespeicher wirken, um beispielsweise einen langsamen Aufbau bzw. eine langsame Kompression bzw. Dekompression (Spannen) eines Fluids zu bewirken und diese geleistete Arbeit während kürzerer Zeiträume wieder abzugeben (Entspannen) . Somit sind Druckmittelantriebe konstruierbar, welche mit geringer Leistung gesteuert werden können und ihrerseits hohe Antriebsleistungen abgeben können. Das Druckmittel kann beispielsweise als Energiespeicher wirken und über längere Zeiträume eine Spannung halten. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Druckmittel lediglich so lange eine Energie speichert, bis z. B. eine Kompression bzw. Dekompression einen bestimmten Grenzwert erreicht hat und dann eine Antriebsbewegung von dem Druckmittelantrieb unmittelbar darauffolgend abgegeben werden kann.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass in der Druckmittelkammer eine steigende Spannung des Druckmittels erfolgt und mit Überschreiten eines Spanngrenzwertes eine Freigabe der Verklinkung erfolgt.
Eine Steuerung der Verklinkung über ein Erreichen bzw. Über- schreiten eines Grenzwertes einer Kompression bzw. Dekompression (Spannen) des Druckmittels weist den Vorteil auf, dass unmittelbar mit Erreichen des Grenzwertes eine Bewegung von dem Druckmittelantrieb abgegeben werden kann. Weiterhin weist die Verklinkung von Kolben und/oder Zylinder in Abhängigkeit eines Spanngrenzwertes den Vorteil auf, dass kein unerwünschtes vorzeitiges oder verspätetes Bewegen eines Kolbens bzw. eines Zylinders relativ zum Zylinder bzw. Kolben hervorgeru- fen werden kann. Durch eine Verklinkung in Abhängigkeit eines Spannzustandes des Druckmittels wird eine sichere Leistungsentfaltung am Druckmittelantrieb gewährleistet. Damit kann der Druckmittelantrieb auch im wiederholten Falle ein gleich- artiges Bewegungsprofil, beispielsweise in eine kinematische Kette einkoppeln. Der Spannzustand des Druckmittels kann auch durch Relativlagen von Kolben/Zylinder des Druckmittelantriebes bzw. der kinematische Kette abgebildet sein. Insbesondere beim Nutzen einer Eigenspannung des Druckmittels ist der Spannzustand durch die Lage von Kolben und Zylinder erkennbar .
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Relativbewegung zwischen Kolben und Zylinder eine kinema- tische Kette bewegt, an welcher ein Schaltkontaktstück einer elektrischen Schalteinrichtung angeordnet ist.
Eine kinematische Kette ist eine Wirkverbindung zwischen einem Druckmittelantrieb sowie einem Schaltkontaktstück einer elektrischen Schalteinrichtung. Über die kinematische Kette ist es möglich, den Ort der Erzeugung einer Bewegung von dem Schaltkontaktstück zu entfernen, und über Transmissionselemente eine Bewegung zu übertragen. Transmissionselemente der kinematischen Kette können beispielsweise Wellen, Hebel, Zahnräder, Zahnstangen usw. sein. In diese kinematische Kette kann beispielsweise auch eine Verklinkung für einen Kolben und/oder einen Zylinder eingreifen, so dass eine Relativbewegung zwischen Kolben und Zylinder bei wirksamer Verklinkung verhindert ist.
Ein Schaltkontaktstück einer Schalteinrichtung kann beispielsweise von einem Kapselungsgehäuse umgeben angeordnet sein, wobei die kinematische Kette das Kapselungsgehäuse durchsetzt, so dass der Druckmittelantrieb außerhalb des Kap- selungsgehäuses angeordnet sein kann. Entsprechend kann auch eine Verklinkung außerhalb des Kapselungsgehäuses angeordnet sein. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die kinemati- sehe Kette das Kapselungsgehäuse gedichtet durchsetzt, so dass beispielsweise auch ein fluiddichtes Kapselungsgehäuse ausbildbar ist, welches von der kinematische Kette durchsetzt ist, wobei ein Hindurchtreten eines Fluides auf Grund einer Dichtung verhindert ist.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch in einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend näher beschrieben .
Dabei zeigt die
Figur 1 ein Kapselungsgehäuse mit einem Druckmittelantrieb, die
Figuren 2 bis 6 verschiedene Relativlagen von Kolben und
Zylinder eines Druckmittelantriebes und die
Figur 7 eine weitere Ausführungsvariante eines
Druckmittelantriebes .
Die Figur 1 zeigt einen Druckmittelantrieb einer elektrischen Schalteinrichtung. Die elektrische Schalteinrichtung weist ein Kapselungsgehäuse 1 auf . Das Kapselungsgehäuse 1 umgibt ein erstes sowie ein zweites Schaltkontaktstück 2,3. Das erste sowie das zweite Schaltkontaktstück 2,3 sind relativ zueinander bewegbar, wobei das zweite Schaltkontaktstück 3 ortsfest gelagert ist und das zweite Schaltkontaktstück 3 bewegbar ist. Das zweite Schaltkontaktstück 2 ist über eine kinematische Kette 4 mit dem Druckmittelantrieb verbunden. Der Druckmittelantrieb seinerseits weist einen Zylinder 5 sowie einen Kolben 6 auf. Der Zylinder 5 sowie der Kolben 6 sind relativ zueinander bewegbar und außerhalb des Kapselungsgehäuses 1 angeordnet. Über eine Antriebswelle 7, welche als Teil der kinematischen Kette 4 dient, ist eine Drehbewegung durch eine Wandung des Kapselungsgehäuses 1 hindurch übertragbar. Die Antriebswelle 7 ist dazu fluiddicht in das Kap- selungsgehäuse 1 eingesetzt, sodass die Schaltkontaktstücke 2, 3 mittels des Kapselungsgehäuses 1 hermetisch von der Umgebung des Kapselungsgehäuses 1 abgetrennt sind. Über die relativ zueinander bewegbaren Schaltkontaktstücke 2, 3 sind an diese angeschlossene Phasenleiterabschnitte z miteinander elektrisch verbindbar bzw. voneinander elektrisch trennbar. Beispielhaft ist in der Figur 1 schematisch eine Anordnung eines einzigen Phasenleiters innerhalb des Kapse- lungsgehäuses 1 gezeigt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass mittels ein und desselben Druckmittelantriebes mehrere Phasenleiter gemeinsam schaltbar sind. So ist es beispielsweise möglich, mehrere Phasen eines mehrphasigen Elektroenergieübertragungssystems beispielsweise eines dreiphasigen Wechselspannungssystems innerhalb ein und desselben Kapselungsgehäuses 1 elektrisch isoliert zueinander anzuordnen und die jeweiligen Schaltkontaktstücke 2, 3 der einzelnen Phasenleiter über den Druckmittelantrieb synchronisiert zu bewegen. Zur elektrischen Isolation der Phasenleite bzw. der Schalt- kontaktstücke 2,3 kann das Innere des Kapselungsgehäuses 1 mit einem elektrisch isolierenden Fluid befüllt sein. Bevorzugt kann dies ein elektronegatives Gas, wie
Schweielhexafluorid, Stickstoff, Kohlendioxid oder Gemische mit diesen Gasen sein. Bevorzugt kann das Kapselungsgehäuse 1 als Druckbehälter ausgestaltet sein, so dass das elektrisch isolierende Fluid im Innern auch unter einen Überdruck gesetzt werden kann. Dadurch bildet die Wandung des Kapselungsgehäuses 1 eine druckfeste Barriere, welche den Differenzdruck zwischen dem Inneren des Kapselungsgehäuses 1 und dem Äußeren der Kapselungsgehäuses 1 standhalten muss. Neben einer gasförmigen Nutzung eines elektrisch isolierenden Fluides kann dieses auch in flüssiger Form vorliegen, ggf. können auch gasförmige und flüssige Zustände zeitgleich innerhalb des Kapselungsgehäuses 1 vorliegen. Das Kapselungsgehäuse 1 kann elektrisch leitend oder elektrisch isolierend ausgeführt sein. Das Kapselungsgehäuse 1 kann mit weiteren baugleichen oder alternativ ausgeführten Kapselungsgehäusen verbunden werden. Dazu eignen sich insbesondere Flanschöffnungen, die formkomplementär mit Flanschöffnungen weiterer Kapselungsgehäuse verbunden sind. Somit ist es möglich, den im Innern des Kapselungsgehäuses 1 schaltbaren Phasenleiter auch in weite- ren Kapselungsgehäusen fortzuführen.
Im Innern des Kapselungsgehäuses 1 ist die Antriebswelle 7 als Teil der kinematischen Kette mit einem Kurbelarm 8 verbunden. Der Kurbelarm 8 ist winkelstarr mit der Antriebswelle 7 verbunden, so dass eine Drehbewegung der Antriebswelle 7 auf den Kurbelarm 8 übertragen wird. Am Kurbelarm 8 ist ein Pleuel innerhalb eines Langloches des Kurbelarmes 8 geführt . Das Pleuel ist mit dem bewegbaren ersten Schaltkontaktstück 2 verbunden .
Außenmantelseitig am Kapselungsgehäuse 1 sind der Kolben 5 sowie der Zylinder 6 des Druckmittelantriebes gelagert. Sowohl der Kolben 6, als auch der Zylinder 5 sind unabhängig voneinander drehbar, wobei der Kolben 6 winkelstarr mit der Antriebswelle verbunden ist, so dass eine Bewegung des Kolbens 6 stets auf die Antriebswelle 7 sowie die kinematische Kette 4 und schlussendlich auf das beweglich gelagerte erste Schaltkontaktstück 2 übertragen wird. Der Zylinder 5 ist ebenfalls drehbeweglich gelagert, wobei er um dieselbe Achse wie der Kolben 6 drehbewegbar ist. In der Figur 1 sowie in den Figuren 2 bis 6, in welchen ein Bewegungsablauf eines Druckmittelantriebs nach Figur 1 gezeigt wird, ist zur besseren Erkennbarkeit der Kolben 6 mit einer unterbrochenen Voll- linie markiert. Der Zylinder 5 ist mit einer geschlossenen Volllinie markiert. In der Figur 1 sowie in den Figuren 2 bis 6 sind jeweils die Stirnseiten des Zylinders 5 freigeschnitten, um im Innern befindliche Druckmittelkammern IIa, IIb, 11c, lld und deren Volumenänderungen zu ersehen. In der Figur 2 ist die Lage von Kolben und Zylinder 5,6 im eingeschalteten Zustand der elektrischen Schalteinrichtung (wie in Fig. 1) gezeigt. Um die elektrische Schalteinrichtung auszuschalten, ist eine Bewegungsabfolge wie in den Figuren 2 bis 4 gezeigt, zu vollziehen.
Im Folgenden erfolgt eine Beschreibung einer Ausschaltbewe- 5 gung des Druckmittelantriebes anhand der Figuren 2, 3 und 4.
In der Figur 2 ist der Aufbau des Zylinders 5 erkenntlich. Der Zylinder 5 weist einen hohlkreiszylindrischen Querschnitt auf, wobei der Zylinder 5 drehbeweglich zur Antriebswelle 7 gelagert ist. Um den Innenraum des Zylinders 5 zu unterteile) len, weist dieser zwei auf einem Durchmesser des Zylinders 5 liegende Trennwandungen 9 auf. Die Trennwandungen 9 bilden jeweils einen Zylinderboden. Die Trennwandungen 9 sind fluid- dicht sowie winkelstarr innenmantelseitig am Zylinder 5 befestigt, wobei die Trennwandungen 9 mit ihren der Antriebs- 15 welle 7 zugewandten Enden dichtend am Kolben 6 anliegen. Der Kolben 6 weist dazu zentrisch eine hülsenartige Struktur auf, welche auf der Antriebswelle 7 winkelstarr aufgesetzt ist. Radial fortragend ist der Kolben 6 mit Kolbenwandungen 10 ausgestattet. Die Kolbenwandungen 10 sind auf einem Durchmes- 20 ser des Zylinders 5 liegend angeordnet. Die Kolbenwandungen 10 liegen innenmantelseitig am Zylinder 5 dichtend an. Der Zylinder 5 ist jeweils stirnseitig verschlossen, so dass abgeschlossene Druckmittelkammern IIa, IIb, 11c, lld zwischen Kolben 6 und Zylinder 5 angeordnet sind. Durch die Trennwan- 25 düngen 9 sowie die Kolbenwandungen 10 sind innerhalb des Zylinders 5 zwischen Kolben 6 und Zylinder 5 jeweils
ringsektorförmige Druckmittelkammern IIa, IIb, 11c, lld gebildet .
30 Um eine Antriebsbewegung mittels Druckmittelantriebes zu initiieren ist zunächst der Kolben 6 in seiner Bewegung durch eine Verklinkung blockiert. Mittels einer äußeren Kraft wird der Zylinder 5 in Rotation versetzt, wodurch eine erste Gruppe von Druckmittelkammern IIa, IIb jeweils in ihrem Volumen
35 reduziert werden und eine zweite Gruppe von Druckmittelkammern 11c, lld jeweils in ihrem Volumen vergrößert werden. Folglich erhöht sich innerhalb der ersten Gruppe von Druck- mittelkammern IIa, IIb ein dort befindliches Druckmittel in seinem Druck, wohingegen in der zweiten Gruppe von Druckmittelkammern 11c, lld eine Dekompression eines dort befindlichen Druckmittels eintritt. Vorliegend wird ein gasförmiges Druckmittel genutzt. Nach Erreichen einer ausreichenden Kom- pression/Dekompression in den Druckmittelkammern IIa, IIb, 11c, lld wird der Kolben 6 mittels einer in den Figuren nicht dargestellten Verklinkung verklinkt. Die in den Druckmittelkammern IIa, IIb, 11c, lld befindlichen Volumina von Druck- mittel speichern die eingebrachte Energie.
In einer alternativen Ausführung kann auch vorgesehen sein, dass statt einem vorstehend beschriebenen Eigenspannen ein Fremdspannen eingesetzt wird, wobei in diesem Falle eine Komprimierung/Dekomprimierung des Druckmittels in den einzelnen Druckmittelkammern IIa, IIb, 11c, lld von außen erfolgt. Auch in diesem Falle sind die mit Überdruck bzw. Unterdruck beaufschlagten Druckmittel in den Druckmittelkammern IIa, IIb, 11c, lld als Energiespeicher eingesetzt. Das Volumen der Druckmittelkammern IIa, IIb, 11c, lld ändert sich während des Spannens nicht .
Mit Erreichen eines ausreichenden Überdruckes/Unterdruckes in den Druckmittelkammern IIa, IIb, 11c, lld kann eine Freigabe der Verklinkung des Kolbens 6 erfolgen, so dass eine Entspannung des Druckmittels in den Druckmittelkammern IIa, IIb, 11c, lld eintritt. Folglich erfolgt eine Rotation des Kolbens 6 um die Achse der Antriebswelle 7. Der Zylinder 5 bildet ein Widerlager. Aufgrund des winkelstarren Verbundes von An- triebswelle 7 und Kolben 6 erfolgt eine Rotation der Antriebswelle 7, wodurch sich eine Bewegung des bewegbaren ersten Schaltkontaktstückes 2 von seiner Einschaltstellung in eine Ausschaltstellung ergibt. Die beiden Schaltkontaktstücke 2,3 sind voneinander getrennt. Um eine Rückbewegung, das heißt eine Kontaktierung der beiden Schaltkontaktstücke 2,3 zu bewirken wird ausgehend von der Relativlage von Kolben 6 und Zylinder 5 nach Figur 4 zunächst eine Bewegung des Zylin- ders 5 vorgenommen, wobei diese Bewegung mit umgekehrten Richtungssinn, als bei einer Ausschaltbewegung erfolgt, so dass in umgekehrtem Sinne nunmehr die erste Gruppe von Druckmittelkammern IIa, IIb dekomprimiert und die zweite Gruppe von Druckmittelkammern 11c, lld komprimiert wird. Der Kolben 6 ist verklinkt. Nach erfolgter Komprimierung/Dekomprimierung und Erreichen eines Grenzwertes der Kompression/Dekompression in den Druckmittelkammern IIa, IIb, 11c, lld, kann eine
Verklinkung des Zylinders 5 erfolgen und die Verklinkung des Kolbens 6 aufgehoben werden, wodurch eine gegensinnige Drehbewegung gegenüber einer Ausschaltbewegung erzeugt werden kann, so dass der Zylinder 5 sowie der Kolben 6 wieder die Position (Fig. 6) einnehmen, wie in der Figur 2 gezeigt, wobei in diesem Falle die Schaltkontaktstücke 2, 3 miteinander kontaktiert sind (Fig. 1). Anhand des Ausführungsbeispiels nach den Figuren 1, 2, 3, 4, 5 und 6 ist erkenntlich, dass eine Verklinkung von Kolben 6 und Zylinder 5 insbesondere in Abhängigkeit eines in einer der Druckmittelkammern IIa, IIb, 11c, lld vorliegenden Kompression/Dekompression erfolgen kann. Dabei kann zum Einen vorgesehen sein, dass sowohl der Kolben 6, als auch der Zylinder 5 jeweils für sich
verklinkbar sind, wobei auch vorgesehen sein kann, dass Kolben 6 bzw. Zylinder 5 gemeinsam verklinkbar sind. In der Figur 7 ist eine weitere Ausführungsvariante eines
Druckmittelantriebes gezeigt, wobei hier auf eine Darstellung der Schaltkontaktstücke 2, 3 verzichtet wurde. Die elektrische Schalteinrichtung entspricht im Wesentlichen der Darstellung nach der Figur 1, wobei als Schnittstelle die durch das Kapselungsgehäuse 1 hindurch ragende Antriebswelle 7 dient. Statt einer Ankoppelung eines drehbeweglichen Kolbens 6 an die Antriebswelle 7 ist bei der weiteren Ausführungsva- riante eines Druckmittelantriebes die Nutzung eines Kolbens 6a, sowie eines Zylinders 5a vorgesehen, die zueinander line- ar beweglich angeordnet sind. Der Kolben 6a der weiteren Ausführungsvariante eines Druckmittelantriebes ist im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgestaltet, wobei ein in den Zylinder 5a eingesetzter Kolben 6a entlang der Zylinderachse bewegbar ist. Die weitere Ausführungsvariante eines Druckmittelantriebes weist eine Druckmittelkammer lle auf, welche über eine Fremdspanneinrichtung 12 mit einem Druckmittel befüllt bzw. entleert werden kann. Ein fluides Druckmittel kann so in die Druckmittelkammer lle hineingepresst oder aus der Druckmittelkammer lle entnommen werden. Somit ist es möglich, dass der Kolben 6a relativ zum Zylinder 5a bewegt wird. Der Zylinder 5a ist am Kapselungsgehäuse 1 abgestützt. Über einen weiteren Kurbelarm 8a ist außerhalb des Kapselungsgehäuses 1 eine lineare Bewegung des Kolbens 6a in eine Drehbewegung wandelbar. Der weitere Kurbelarm 8a ist außerhalb des Kapselungsgehäuses 1 mit der Antriebswelle 7 verbunden. Am weiteren Kurbelarm 8a ist eine Falle 13 angeordnet, in welche ein schwenkbarer Riegel 14 hinein bewegbar ist. Der schwenkbare Riegel 14 ist ebenfalls ortsfest am Kapselungsgehäuse 1 gelagert . Über eine Aktuator 15 ist eine Schwenkbewegung des Riegels 14 initiierbar. Vorliegend ist der Aktuator 15 ebenfalls als Kolben-Zylinder-Anordnung ausgestaltet, welche über ein Fluid betätigbar ist. Der Aktuator 15 sollte ebenfalls am Kapselungsgehäuse 1 gelagert sein. Mittels des Aktuators 15 ist der Riegel 14 in die Falle 13 einfahrbar bzw. aus der Falle 13 ausfahrbar. Erst nach einer Freigabe der Falle 13 durch den Aktuator 15 ist eine Bewegung des Kolbens 6a der weiteren Ausführungsvariante des Druckmittelantriebes ermöglicht. So ist eine Verklinkung gebildet, welche in eine kinematische Kette eingreift.
Vorliegend ist ein Betriebsverfahren derart gewählt, dass mittels der Fremdspanneinrichtung 12 zunächst ein Überdruck eines Druckmittels in der Druckmittelkammer lle erzeugt wird, wobei während dieser Zeit der Riegel 14 unter Eingriff in die am weiteren Kurbelarm 8 befindliche Falle 13 eine Bewegung des Kolbens 6a des weiteren Druckmittelantriebes blockiert. Erst mit Erreichen eines Grenzwertes der Kompression des Druckmittels innerhalb der Druckmittelkammer lle erfolgt eine Betätigung des Aktuators 15, welcher den Riegel 14 aus der Falle 13 heraus bewegt, wodurch eine Freigabe der Verklinkung des Kolbens 6a eintritt, worauf dieser sprungartig eine Bewegung auf die Antriebswelle 7 abgibt. Mittels einer Steuereinrichtung 16 kann der Druck in der Druckmittelkammer lle de- tektiert werden und über die Steuereinrichtung 16 kann mit Erreichen eines Grenzwertes des Druckes in der Druckmittel - kammer lle eine Freigabe der Verklinkung durch Betätigung des Aktuators 15 erfolgen.
Um eine Rückbewegung am Kolben 6a zu erzeugen, kann eine Evakuierung der Druckmittelkammer lle mittels der Fremdspannein- richtung 12 vorgesehen sein, so dass durch einen Unterdruck innerhalb der Druckmittelkammer lle eine Umkehrbewegung an der Antriebswelle 7 eintritt. Gegebenenfalls kann dies ohne das Vorsehen einer Verklinkung erfolgen, da beispielsweise lediglich eine Ausschaltbewegung eine sprungartige Antriebs- bewegung erfordert. Gemäß Ausführung nach Figur 7 ist die
Falle 13 derartig ausgestaltet, dass mit demselben Riegel 14 eine Verklinkung des Kolbens 6a sowohl für einen Einschaltvorgang als auch für einen Ausschaltvorgang erfolgt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass für eine Ausschaltbewegung eine zusätzliche Kolben-Zylinder-Anordnung am Druckmittelantrieb vorgesehen ist, so dass für die Ein- sowie die Ausschaltbewegung an der Antriebswelle 7 zwei separate Kolben- Zylinderanordnungen eingesetzt sind. Diese beiden Kolben- Zylinder-Anordnungen können auch wiederum jeweils eine
Verklinkung aufweisen, so dass erst mit Erreichen eines bestimmten Druckes innerhalb einer Druckmittelkammer eine Freigabe eines Kolbens 6a erfolgt und damit eine rasche sprungartige Bewegung auf die Antriebswelle 7 eingekoppelt werden kann .
Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass ein Druckmittelantrieb mit einem doppelt wirkenden Kolben, einem sogenannten Differenzialkolben, ausgestattet ist, so dass eine Bewegung sowohl in Ein- als auch in Ausschaltrichtung stets durch Überdruck oder Unterdruck ausgeführt werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Druckmittelantrieb mit einem Zylinder (5, 5a) und einem relativ zu dem Zylinder (5, 5a) bewegbaren Kolben (6, 6a), welche unter Vermittlung eines insbesondere fluiden Druckmittels relativ zueinander antreibbar sind, wobei zwischen Kolben (6, 6a) und Zylinder (5, 5a) zumindest eine zur Aufnahme eines Druckmittels dienenden Druckmittelkammer (IIa, IIb, 11c, lld, lle) angeordnet ist,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Kolben (6, 6a) und/oder der Zylinder (5, 5a) insbesondere in Abhängigkeit eines Spannzustandes des Druckmittels in der Druckmittelkammer (IIa, IIb, 11c, lld, lle) verklinkbar sind.
2. Druckmittelantrieb nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Kolben (6, 6a) ein Widerlager für eine durch das Druckmittel bewirkte Bewegung des Zylinders (5, 5a) ist.
3. Druckmittelantrieb nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Zylinder (5, 5a) ein Widerlager für eine durch das Druckmittel bewirkte Bewegung des Kolbens (6, 6a) ist.
4. Druckmittelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s ein Spannen des Druckmittels durch ein Fremdspannen erfolgt.
5. Druckmittelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s ein Spannen des Druckmittels durch ein Eigenspannen erfolgt.
6. Druckmittelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Kolben (6, 6a) und der Zylinder (5, 5a) relativ zueinander linear bewegbar sind.
7. Druckmittelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Kolben (6, 6a) und der Zylinder (5, 5a) relativ zueinander rotatorisch bewegbar sind.
8. Druckmittelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s ein Aktuator (15) mit einem relativ zu einem weiteren Zylinder bewegbaren weiteren Kolben eine Verklinkung (13, 14) be- tätigt.
9. Druckmittelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Druckmittelantrieb als Antrieb einer elektrischen Schalt- einrichtung wirkt.
10. Verfahren zum Betrieb eines Druckmittelantriebes mit einem Kolben (6, 6a) und einem Zylinder (5, 5a) und einem insbesondere fluiden Druckmittel,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s
- in einer Druckmittelkammer (IIa, IIb, 11c, lld, lle) ein gespanntes Druckmittel vorgehalten ist, dass
- nach Freigabe einer Verklinkung (13, 14) von Kolben
und/oder Zylinder getrieben durch eine Entspannung des Druckmittels eine Relativbewegung zwischen Kolben (6, 6a) und Zylinder (5, 5a) erfolgt.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Verklinkung mit Erreichen eines Grenzwertes einer Spannung des Druckmittels freigegeben wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Druckmittel durch ein Fremdspannen in der Druckmittelkammer (IIa, IIb, 11c, lld, lle) gespannt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Druckmittel durch ein Eigenspannen in der Druckmittelkammer (IIa, IIb, 11c, lld, lle) gespannt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s nach/während einer Spannung und vor einer Entspannung das gespannte Druckmittel als Energiespeicher wirkt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s in der Druckmittelkammer eine steigende Spannung des Druckmittels erfolgt und mit Überschreiten eines Spanngrenzwertes eine Freigabe der Verklinkung (13, 14) erfolgt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Relativbewegung zwischen Kolben (6, 6a) und Zylinder (5, 5a) eine kinematische Kette bewegt, an welcher ein Schaltkontaktstück (1, 2) einer elektrischen Schalteinrichtung angeordnet ist.
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