EP0829894A1 - Hydraulic drive - Google Patents

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EP0829894A1
EP0829894A1 EP97115487A EP97115487A EP0829894A1 EP 0829894 A1 EP0829894 A1 EP 0829894A1 EP 97115487 A EP97115487 A EP 97115487A EP 97115487 A EP97115487 A EP 97115487A EP 0829894 A1 EP0829894 A1 EP 0829894A1
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pressure
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hydraulic drive
spring
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Horst Plettner
Joachim Eggers
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • 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 hydraulic drive according to the preamble of claim 1.
  • the spring arrangement runs perpendicular to the direction of movement of the piston, and due to the fact that only one spring arrangement is provided, asymmetrical forces act on the hydraulic drive.
  • the object of the invention is to provide a hydraulic drive of the type mentioned, which is further simplified.
  • the hydraulic drive 10 has a cylinder body 11, in which there is a working cylinder 12, in which a working piston 13 is movably guided.
  • a pressure cylinder body 16 On the side of the cylinder body facing away from the switch 15, a pressure cylinder body 16 is fastened, which has a cylinder space 17 in which two pressure pistons 18 and 19 are movably guided. The cylinder space 17 between the two pressure pistons 18 and 19 is filled with pressure fluid.
  • a pressure piece 20 and 21 On the opposite sides of the pressure cylinder body 16, a pressure piece 20 and 21 is arranged, against which one end of a spring arrangement 22 and 23 abuts. The other end of the two spring arrangements are each supported on a support plate 24, 25, which are rigidly connected to the pressure cylinder body by means of screw connections 26 and 27. There is also the possibility of providing completely continuous screw bolts so that the support plates 24 and 25 remain stationary in relation to the pressure cylinder body 16.
  • the working cylinder 12 there is an end sleeve 28 with a blind hole 29 into which a pin 30 attached to the piston 13 on its end remote from the switch engages in the switched-off state.
  • the pin 30 passes through a damping sleeve 31.
  • the working cylinder 12 is closed off by means of a sealing bush 32, an end cover 33 being fastened on the adjacent end face of the cylinder body 11.
  • the piston rod 14 passes through the sealing bush and the end cover.
  • the piston rod 14 is provided with a region 34 of larger diameter, which cooperates with a further damping ring 35 to dampen the last part of the switch-on movement.
  • the cylinder body like the pressure cylinder body, is made of drawn material, into which the working cylinder 12 and line bores 36, 37 are made in order to connect the pressure cylinder chamber 37 to a pump low-pressure tank device 38, a changeover control valve 39, and furthermore the space below and above the piston 13 Supply pressure fluid or remove pressure fluid.
  • pressure fluid is filled into the space between the two pressure pistons 18 and 19; as a result, the pressure pieces 20, 21 stand out from the respective end faces of the pressure cylinder body 16, as a result of which the spring arrangements 22, 23 are tensioned.
  • a pressure piston 40 is provided within the cylinder space 17, on the left side (in FIG. 2) of which pressure fluid can be supplied by means of bores 41 or can be removed from there.
  • the pressure piece 21 of the spring arrangement 23 is connected by means of screw bolt connections 42 to the support piece 24 of the opposite spring arrangement 22, whereas the pressure piece 20 is firmly connected to the pressure cylinder body 16 and thus closes off the pressure cylinder space 17.
  • the support piece 25 is rigidly connected to the pressure cylinder body 16.
  • the pressure piston 40 moves to the right in the direction of arrow P, during this movement lifting the pressure piece 21 from the end face of the pressure cylinder body 16 and thereby tensioning the spring arrangement 23. Since the support piece 24 of the spring arrangement 22 is connected to the pressure piece 21, the support piece 24 also moves to the right in the direction of the arrow P, whereby the spring arrangement 22 is also tensioned as a result.
  • the movement of the two spring assemblies or the pressure pieces 20, 21 are symmetrical, so that no reaction forces occur to the outside and the forces practically cancel each other out and are absorbed by the pressure cylinder body 16 2 shows the center of gravity of the spring arrangement to the right in the direction of the arrow in FIG. 2 when the energy store is being charged; conversely, the center of gravity of the two spring arrangements with the piston 40 moves to the left, that is, counter to the direction of the arrow P, when pressure fluid is removed from the cylinder space 17 for the purpose of switching off, that is to say the actuation of the piston.
  • the pressure cylinder body 16 is fixed on the end face of the cylinder body 11 on the switch side by means of screw connections 43.

Landscapes

  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Actuator (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Abstract

The hydraulic drive has a piston Ä13Ü in a cylinder Ä12Ü and has a coupled piston rod Ä14Ü that is displaced to operate a high voltage circuit breaker switch Ä15Ü. The pressurised fluid is supplied from a pressure cylinder Ä16Ü in a base unit via a damping element Ä30Ü. The cylinder has a pair of pistons Ä18,19Ü that are coupled to spring stack elements Ä22,23Ü that load the system.

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Antrieb gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a hydraulic drive according to the preamble of claim 1.

Ein derartiger Antrieb ist an sich bekannt aus der DE 91 11 861 U1.Such a drive is known per se from DE 91 11 861 U1.

Hier verläuft die Federanordnung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Kolbens, wobei aufgrund der Tatsache, daß lediglich eine Federanordnung vorgesehen ist, unsymmetrische Kräfte auf den hydraulischen Antrieb einwirken.Here, the spring arrangement runs perpendicular to the direction of movement of the piston, and due to the fact that only one spring arrangement is provided, asymmetrical forces act on the hydraulic drive.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen hydraulischen Antrieb der eingangs genannten Art zu schaffen, der weiter vereinfacht ist.The object of the invention is to provide a hydraulic drive of the type mentioned, which is further simplified.

Diese Aufgabe wird erfingsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.According to the invention, this object is achieved by the characterizing features of claim 1.

Dabei sind zwei Möglichkeiten gegeben: entweder befinden sich zwei Druckkolben in der Druckkolben-Zylinderanordnung, oder lediglich einer. Wenn zwei Druckkolben, zwischen denen sich das Druckfluid befindet, vorhanden sind, dann werden die beiden beidseitig angeordneten Federanordnungen symmetrisch belastet bzw. aufgeladen; ist lediglich ein Druckkolben vorgesehen, dann wird sich das Druckstück der einen Federanordnung zusammen mit dem Abstützstück der anderen Federanordnung bewegen. In beiden Fällen ist eine symmetrische Krafteinwirkung gegeben, wobei bei der Anordnung mit lediglich einem Druckkolben der Massenschwerpunkt der Federanordnung mit dem Druckkolben sich bei der Zuführung von Druckfluid zum Druckzylinderraum oder bei der Entnahme von Druckfluid aus dem Druckzylinderraum verschiebt.There are two options: either there are two pressure pistons in the pressure piston-cylinder arrangement, or only one. If there are two pressure pistons, between which the pressure fluid is located, then the two spring arrangements arranged on both sides loaded or charged symmetrically; if only one pressure piston is provided, then the pressure piece of one spring arrangement will move together with the support piece of the other spring arrangement. In both cases there is a symmetrical action of force, the center of gravity of the spring arrangement with the pressure piston being shifted in the arrangement with only one pressure piston when pressure fluid is supplied to the pressure cylinder space or when pressure fluid is removed from the pressure cylinder space.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiments of the invention can be found in the further subclaims.

Anhand der Zeichnung, in der zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.The invention and further advantageous refinements and improvements of the invention are to be explained and described in more detail with reference to the drawing, in which two exemplary embodiments of the invention are shown.

Es zeigen:

Fig. 1
eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung, und
Fig. 2
eine Schnittansicht ähnlich der der Fig. 1 einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Show it:
Fig. 1
a sectional view of a first embodiment of the invention, and
Fig. 2
a sectional view similar to that of FIG. 1 of a second embodiment of the invention.

Der hydraulische Antrieb 10 gemäß Fig. 1 besitzt einen Zylinderkörper 11, in dem sich ein Arbeitszylinder 12 befindet, in dem ein Arbeitskolben 13 beweglich geführt ist. Mit der Kolbenstange 14 des Arbeitskolbens 12 ist ein Hochspannungsleistungsschalter 15 verbunden, der beispielsweise ein metallgekapselter SF6-gasisolierter Schalter ist.The hydraulic drive 10 according to FIG. 1 has a cylinder body 11, in which there is a working cylinder 12, in which a working piston 13 is movably guided. A high-voltage circuit breaker 15, which is, for example, a metal-encapsulated SF 6 gas-insulated switch, is connected to the piston rod 14 of the working piston 12.

Auf der dem Schalter 15 abgewandten Seite des Zylinderkörpers ist ein Druckzylinderkörper 16 befestigt, der einen Zylinderraum 17 aufweist, in dem zwei Druckkolben 18 und 19 beweglich geführt sind. Der Zylinderraum 17 zwischen den beiden Druckkolben 18 und 19 ist mit Druckfluid gefüllt. Auf den entgegengesetzt liegenden Seiten des Druckzylinderkörpers 16 ist jeweils ein Druckstück 20 und 21 angeordnet, gegen die sich jeweils ein Ende einer Federanordnung 22 und 23 anlegt. Das andere Ende der beiden Federanordnungen stützt sich je an einer Abstützplatte 24, 25 ab, die mittels Schraubenverbindungen 26 und 27 mit dem Druckzylinderkörper starr verbunden sind. Es besteht auch die Möglichkeit, ganz durchgehende Schraubenbolzen vorzusehen, damit die Abstützplatten 24 und 25 ortsfest bezogen auf den Druckzylinderkörper 16 stehenbleiben.On the side of the cylinder body facing away from the switch 15, a pressure cylinder body 16 is fastened, which has a cylinder space 17 in which two pressure pistons 18 and 19 are movably guided. The cylinder space 17 between the two pressure pistons 18 and 19 is filled with pressure fluid. On the opposite sides of the pressure cylinder body 16, a pressure piece 20 and 21 is arranged, against which one end of a spring arrangement 22 and 23 abuts. The other end of the two spring arrangements are each supported on a support plate 24, 25, which are rigidly connected to the pressure cylinder body by means of screw connections 26 and 27. There is also the possibility of providing completely continuous screw bolts so that the support plates 24 and 25 remain stationary in relation to the pressure cylinder body 16.

Innerhalb des Arbeitszylinders 12 befindet sich eine Abschlußhülse 28 mit einer Sacklochbohrung 29, in die im ausgeschalteten Zustand ein am Kolben 13 auf dessen schalterabseitigen Ende angebrachter Zapfen 30 eingreift. Beim Ausschaltvorgang und zwar gegen Ende des Ausschaltvorganges durchfährt der Zapfen 30 eine Dämpfungshülse 31. An dem schalterseitigen Ende ist der Arbeitszylinder 12 mittels einer Dichtungsbuchse 32 abgeschlossen, wobei auf der benachbarten Stirnseite des Zylinderkörpers 11 ein Abschlußdeckel 33 befestigt ist. Die Kolbenstange 14 durchgreift die Dichtungsbuchse und den Abschlußdeckel. Direkt am Kolben 13 ist die Kolbenstange 14 mit einem Bereich 34 größeren Durchmessers versehen, der mit einem weiteren Dämpfungsring 35 zur Abdämpfung des letzten Teils der Einschaltbewegung zusammenwirkt.Within the working cylinder 12 there is an end sleeve 28 with a blind hole 29 into which a pin 30 attached to the piston 13 on its end remote from the switch engages in the switched-off state. During the switch-off process, namely towards the end of the switch-off process, the pin 30 passes through a damping sleeve 31. At the switch-side end, the working cylinder 12 is closed off by means of a sealing bush 32, an end cover 33 being fastened on the adjacent end face of the cylinder body 11. The piston rod 14 passes through the sealing bush and the end cover. Directly on the piston 13, the piston rod 14 is provided with a region 34 of larger diameter, which cooperates with a further damping ring 35 to dampen the last part of the switch-on movement.

Der Zylinderkörper ist ebenso wie der Druckzylinderkörper aus gezogenem Material hergestellt, in das der Arbeitszylinder 12 sowie Leitungsbohrungen 36, 37 eingebracht sind, um den Druckzylinderraum 37 mit einer Pump-Niederdrucktankvorrichtung 38, einem Umschaltsteuerventil 39 zu verbinden und darüberhinaus dem Raum unterhalb und oberhalb des Kolbens 13 Druckfluid zuzuführen bzw. Druckfluid zu entnehmen.The cylinder body, like the pressure cylinder body, is made of drawn material, into which the working cylinder 12 and line bores 36, 37 are made in order to connect the pressure cylinder chamber 37 to a pump low-pressure tank device 38, a changeover control valve 39, and furthermore the space below and above the piston 13 Supply pressure fluid or remove pressure fluid.

Zur Ladung des Energiespeichers wird in den Zwischenraum zwischen den beiden Druckkolben 18 und 19 Druckfluid eingefüllt; dadurch heben sich die Druckstücke 20, 21 von den jeweiligen Stirnseiten des Druckzylinderkörpers 16 ab, wodurch die Federanordnungen 22, 23 gespannt werden.To charge the energy store, pressure fluid is filled into the space between the two pressure pistons 18 and 19; as a result, the pressure pieces 20, 21 stand out from the respective end faces of the pressure cylinder body 16, as a result of which the spring arrangements 22, 23 are tensioned.

Die Wirkungsweise des hydraulischen Antriebes ist an sich bekannt, so daß hier nicht weiter darauf eingegangen werden muß.The mode of operation of the hydraulic drive is known per se, so that it need not be discussed further here.

Bei der Ausführung gemäß der Fig. 2 ist innerhalb des Zylinderraumes 17 lediglich ein Druckkolben 40 vorgesehen, auf dessen linker Seite (in Fig. 2) Druckfluid mittels Bohrungen 41 zugeführt bzw. von dort abgenommen werden kann. Das Druckstück 21 der Federanordnung 23 ist mittels Schraubenbolzenverbindungen 42 mit dem Abstützstück 24 der gegenüberliegenden Federanordnung 22 verbunden, wogegen das Druckstück 20 fest mit dem Druckzylinderkörper 16 verbunden ist und damit den Druckzylinderraum 17 abschließt. Das Abstützstück 25 ist mit dem Druckzylinderkörper 16 starr verbunden.In the embodiment according to FIG. 2, only a pressure piston 40 is provided within the cylinder space 17, on the left side (in FIG. 2) of which pressure fluid can be supplied by means of bores 41 or can be removed from there. The pressure piece 21 of the spring arrangement 23 is connected by means of screw bolt connections 42 to the support piece 24 of the opposite spring arrangement 22, whereas the pressure piece 20 is firmly connected to the pressure cylinder body 16 and thus closes off the pressure cylinder space 17. The support piece 25 is rigidly connected to the pressure cylinder body 16.

Wenn zur Ladung des Energiespeichers Druckfluid in den Raum 17 gefördert wird, dann bewegt sich der Druckkolben 40 in Pfeilrichtung P nach rechts, wobei er bei dieser Bewegung das Druckstück 21 von der Stirnfläche des Druckzylinderkörpers 16 abhebt und dabei die Federanordnung 23 spannt. Da mit dem Druckstück 21 das Abstützstück 24 der Federanordnung 22 verbunden ist, bewegt sich auch das Abstützstück 24 nach rechts in Pfeilrichtung P, wobei hierdurch auch die Federanordnung 22 gespannt ist.If pressure fluid is conveyed into the space 17 to charge the energy store, then the pressure piston 40 moves to the right in the direction of arrow P, during this movement lifting the pressure piece 21 from the end face of the pressure cylinder body 16 and thereby tensioning the spring arrangement 23. Since the support piece 24 of the spring arrangement 22 is connected to the pressure piece 21, the support piece 24 also moves to the right in the direction of the arrow P, whereby the spring arrangement 22 is also tensioned as a result.

Während bei der Anordnung gemäß Fig. 1 die Bewegung der beiden Federanordnungen bzw. der Druckstücke 20, 21 symmetrisch sind, so daß keine Reaktionskräfte nach außen auftreten und sich die Kräfte praktisch aufheben und über den Druckzylinderkörper 16 aufgefangen werden, verschiebt sich bei der Anordnung gemäß Fig. 2 der Schwerpunkt der Federanordnung nach rechts in Pfeilrichtung Fig. 2, wenn der Energiespeicher geladen wird; umgekehrt wandert der Schwerpunkt der beiden Federanordnungen mit dem Kolben 40 nach links, also entgegen der Pfeilrichtung P, wenn zwecks Ausschalten, also zwecks Betätigung des Kolbens 13 Druckfluid aus dem Zylinderraum 17 entnommen wird.1, the movement of the two spring assemblies or the pressure pieces 20, 21 are symmetrical, so that no reaction forces occur to the outside and the forces practically cancel each other out and are absorbed by the pressure cylinder body 16 2 shows the center of gravity of the spring arrangement to the right in the direction of the arrow in FIG. 2 when the energy store is being charged; conversely, the center of gravity of the two spring arrangements with the piston 40 moves to the left, that is, counter to the direction of the arrow P, when pressure fluid is removed from the cylinder space 17 for the purpose of switching off, that is to say the actuation of the piston.

Zu der Ausführung gemäß Fig. 1 ist unterschiedlich lediglich das Vorsehen eines einzigen Druckkolbens 40, so daß bei der Anordnung gemäß Fig. 2 die gleichen Bezugsziffern wie bei der Anordnung nach Fig. 1 verwendet sind.The only difference from the embodiment according to FIG. 1 is the provision of a single pressure piston 40, so that the same reference numbers as in the arrangement according to FIG. 1 are used in the arrangement according to FIG. 2.

Die Fixierung des Druckzylinderkörpers 16 an der schalterabseitigen Stirnfläche des Zylinderkörpers 11 erfolgt mittels Schraubenverbindungen 43.The pressure cylinder body 16 is fixed on the end face of the cylinder body 11 on the switch side by means of screw connections 43.

Claims (7)

Hydraulischer Antrieb mit einer Antriebskolben-Zylinderanordnung, von der der Arbeitskolben (13) über eine Kolbenstange (14) eine Betätigungseinrichtung, vorzugsweise einen Hochspannungsleistungsschalter, antreibt, mit einer Druckkolben-Zylinderanordnung (19, 16), mit der zur Ansteuerung der Arbeitskolben-Zylinderanordnung (13, 11, 12) Druckfluid bereitgestellt wird, und mit einer Federspeicheranordnung (16, 17), deren Speicherenergie an die Druckkolben-Zylinderanordnung (29, 36) übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkolben-Zylinderanordnung (16, 17, 18, 19; 40) wenigstens einen quer zur Bewegungsrichtung des Antriebskolbens (13) bewegbaren Druckkolben (18, 19; 40) aufweist, der mit zwei symmetrisch dazu angeordneten Federanordnungen (22, 23) zusammenwirkt, deren Kraftrichtungen quer zur Bewegungsrichtung des Antriebskolbens (13) verlaufen.Hydraulic drive with a drive piston-cylinder arrangement, from which the working piston (13) drives an actuating device, preferably a high-voltage circuit breaker, via a piston rod (14), with a pressure piston-cylinder arrangement (19, 16), with which to control the working piston-cylinder arrangement ( 13, 11, 12) pressure fluid is provided, and with a spring storage arrangement (16, 17), the storage energy of which is transmitted to the pressure piston-cylinder arrangement (29, 36), characterized in that the pressure piston-cylinder arrangement (16, 17, 18, 19; 40) has at least one pressure piston (18, 19; 40) which can be moved transversely to the direction of movement of the drive piston (13) and which cooperates with two spring arrangements (22, 23) arranged symmetrically thereto, the force directions of which run transversely to the direction of movement of the drive piston (13) . Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Druckkolben (18, 19) vorgesehen sind, zwischen denen sich das Druckfluid befindet.Hydraulic drive according to claim 1, characterized in that two pressure pistons (18, 19) are provided, between which the pressure fluid is located. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkolben (18, 19) vorzugsweise über jeweils ein Druckstück (20, 21) auf die zugehörige Federanordnung (22, 23) zum Aufladen der Federanordnungen (22, 23) einwirken.Hydraulic drive according to claim 2, characterized in that the pressure pistons (18, 19) preferably act on the associated spring arrangement (22, 23) for charging the spring arrangements (22, 23) via a respective pressure piece (20, 21). Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 2 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die außen liegenden Enden der Federanordnungen (22, 23) sich jeweils gegen ein ortsfest angebrachtes Abstützstück (24, 25) abstützen.Hydraulic drive according to claim 2 or 2, characterized in that the outer ends of the spring arrangements (22, 23) are each supported against a stationary support piece (24, 25). Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Druckzylinderraum (17) lediglich ein Druckkolben (40) bewegbar angeordnet ist, der über ein Druckstück (21) mit einer der Federanordnungen (22, 23) gekuppelt ist, und daß das mit dem Druckkolben (40) gekoppelte Druckstück der einen Federanordnung (22, 23) mit dem Abstützstück der anderen Federanordnung (22, 23) starr verbunden ist, so daß sich bei Bewegung des Druckkolbens (40) das Druckstück der einen Federanordnung und das Abstützstück der anderen Federanordnung gemeinsam mit dem Druckkolben (40) und in gleiche Richtung wie dieser bewegen.Hydraulic drive according to claim 1, characterized in that in the pressure cylinder space (17) only a pressure piston (40) is movably arranged, which is coupled via a pressure piece (21) to one of the spring arrangements (22, 23), and that with the Pressure piston (40) coupled pressure piece of a spring arrangement (22, 23) is rigidly connected to the support piece of the other spring arrangement (22, 23), so that when the pressure piston (40) moves, the pressure piece of the one spring arrangement and the support piece of the other spring arrangement together with the pressure piston (40) and in move in the same direction as this. Hydraulischer Antrieb nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß der wenigstens eine Druckkolben (18, 19; 40) in einem Druckzylinderkörper (16) angeordnet ist, der quer zu der Längserstreckung bzw. Bewegungsrichtung des Kolbens (13) verläuft.Hydraulic drive according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one pressure piston (18, 19; 40) is arranged in a pressure cylinder body (16) which extends transversely to the longitudinal extension or direction of movement of the piston (13). Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckzylinderkörper an der schalterabseitigen Stirnfläche des Zylinderkörpers (11) für den Arbeitskolben (13) befestigt ist.Hydraulic drive according to Claim 6, characterized in that the pressure cylinder body is fastened to the end face of the cylinder body (11) for the working piston (13) on the switch side.
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