DE971527C

DE971527C - Vorrichtung zur Steuerung eines hin- und hergehenden Antriebes eines Schrittschaltwerkes

Info

Publication number: DE971527C
Application number: DEH14375A
Authority: DE
Inventors: Erich Herion
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-11-07
Filing date: 1952-11-07
Publication date: 1959-02-12

Description

AUSGEGEBEN AM 12. FEBRUAR 1959

H 14375 Ia/6o

Erich Herion, Stuttgart

ist als Erfinder genannt worden

Erich Herion, Stuttgart

eines Schrittschaltwerkes

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung eines hin und her gehenden Antriebes eines Schrittschaltwerkes unter Verwendung einer pneumatischen oder hydraulischen Hilfskraft mittels Kolbens und einer Rückholkraft, insbesondere einer Rückholfeder.

Es ist eine derartige Vorrichtung bekannt, bei welcher die Schaltung des Schrittschaltwerkes dadurch erfolgt, daß die hydraulische Hilfskraft den Kolben gegen die Wirkung einer Rückholfeder verstellt und hierhei gleichzeitig die Schaltung des Schrittschaltwerkes vornimmt. Bei einer derartigen Einrichtung besteht jedoch die Gefahr, daß bei sinkendem Druck der Hilfskraft diese nicht mehr ausreicht, jm gleichzeitig die Rückholfeder zu spannen und die Schaltung vorzunehmen, so daß die Schaltbewegung zwar eingeleitet, aber nur noch teilweise und unvollständig durchgeführt wird. Außerdem muß der Druck der Hilfskraft verhältnismäßig hoch sein, da er gleichzeitig sowohl den Schaltdruck ausüben als auch die Federkraft der Rückholfeder überwinden muß.

Die Erfindung bezweckt vor allem eine Beseitigung dieser Nachteile und eine erhöhte Betriebs-

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sicherheit und besteht im wesentlichen in einer derartigen Verbindung des Kolbens mit dem Trieboder Schrittschaltwerk, daß dasselbe seine Schaltbewegung unter der Wirkung der Rückholkraft, z. B. einer von der Hilfskraft gespannten Feder, nur in demjenigen Teil des Kolbenhubes ausführt, in welchem die Rückholkraft ganz oder im wesentlichen auf volle Stärke vorgespannt ist.

Auf diese Weise ist die Gewähr dafür gegeben, ίο daß die Rückholkraft, insbesondere die Rückstellkraft einer Feder, in jedem Falle zunächst *o erhöht wird, daß eine vollständige Schaltbewegung stattfindet. Die Gefahr eines unvollständigen Schaltvorganges, der nur teilweise durchgeführt wird, ist dadurch beseitigt.

Des weiteren ergibt sich der Vorteil, daß das hydraulische Druckmittel nur die Feder zu spannen braucht, nicht aber gleichzeitig auch den Schaltwiderstand überwinden muß. Außerdem wird durch so ein Umschalten des Steuerventils am Ende des Arbeitshubes und durch den dadurch bedingten Druckrückgang ein vom Druck der Hilfskraft ungehindertes Arbeiten der Schaltfeder ermöglicht.

Zweckmäßig ist das Schrittschaltwerk mit einem als an sich bekannten Schnappschalter ausgebildeten Umschalter für die Steuerung der Hilfskraft verbunden, welchef ein ruckartiges Umschalten der auf den Kolben einwirkenden Hilfskraft in den Kolbenendlagen bewirkt, so daß beim Erreichen der einen Endlage die Wirkung der Hilfskraft auf den Kolben aufgehoben und dadurch der Kolben unter der Wirkung ,der Rückholkraft und unter gleichzeitiger Weiterschaltung des Trieb- oder Schrittschaltwerkes zurückverstellt wird, bis am Ende des Rückholhubes der Schnappschalter von neuem die Hilfskraft auf den Kolben zur Wirkung bringt. Des weiteren sieht die Erfindung eine Vereinigung des aus Zylinder und Kolben bestehenden Antriebsaggregates mit dem Trieb- oder Schaltwerk einschließlich Umschalter und Steuermechanismus für die Hilfskraft zu einer Baueinheit vor, so daß die Einheit als Ganzes einem beliebigen Gerät oder deren mehreren, z. B. Absperr- oder Umlenkventilen, zwecks Antriebs derselben vorgeschaltet werden kann.

Bei einer elektromagnetischen Steuerung der pneumatischen oder hydraulischen Hilfskraft ist die Anordnung zweckmäßig derart getroffen, daß der vom Kolben gesteuerte und seinerseits die Hilfskraft steuernde elektrische Schalter in der Ruhelage des Kolbens, d. h. bei nicht wirkender Hilfskraft und in die eine Endlage durch die Rückholkraft verstelltem Kolben, den Stromkreis im Sinne eines in Wirkungsetzens der Hilfskraft schließt und der Stromkreis einen weiteren Schalter enthält, welcher es gestattet, durch Unterbrechen des Stromkreises den Kolben so lange in Ruhelage zu halten, bis auch dieser weitere Schalter geschlossen wird und damit den Kolben zum Arbeiten bringt.

Es sind automatische Schalteinrichtungen für hydraulisch-mechanische Übertragungen bekannt, bei welchen das Hilfskraftmittel durch ein elektrisch-mechanisch betätigtes Ventil gesteuert wird und eine elektrisch geschaltete Steuerung eines zweiten Ventils durch die Bewegung des von der Hilfskraft verstellten Kolbens vorgesehen ist.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles zu entnehmen.

Im Zylinder 1 gleitet der Kolben 2, welcher durch eine Feder 3 in seine eine, untere Endstellung gedrängt wird, wobei der Hub des Kolbens durch die Abstands- oder Anschlagshülsen 4 und 5 begrenzt wird. Die Unterseite 6 des Kolbens steht mit der Zuleitung 7 für ein Hilfskraftmedium, z. B. Druckluft, in Verbindung, welche durch ein Dreiwegeventil 8 mit der Zuleitung 9 und Ableitung 10 gesteuert wird. Das Dreiwegeventil 8 wird seinerseits elektromagnetisch mittels einer Spule 11 gesteuert, die an das Leitungsnetz 12 über einen Hauptschalter 13 mittels der Leitungen 14 und 15 angeschlossen ist. Im Stromkreis befindet sich ferner ein Druckknopf 16 sowie ein Schnappschal- ter, deren Isolier- oder Tragscheiben 17 mit dem Zylinder 1 fest verbunden sind. Die Tragscheiben 17 weisen Kontakte 18,19, 20 und 21 auf, von denen die ersten beiden an Abschnitte der Leitung 15 an- g₀ geschlossen, die letzten beiden Leerkontakte sind. Mit dem Kolben 2 ist die Kolbenstange 22 fest verbunden, welche durch einen Anschlag, z. B. Zapfen

23 mit Spiel 23', mit der Hülse 24 des Schnappschalters gekuppelt ist. In die Nut 28 der Hülse 24 greift die Kontaktbrücke 25 mit den Kontakten 26 und 27 ein, wobei die Brücke durch eine Feder 29 so gespannt ist, daß sie je nach der Lage der Hülse

24 entweder mit den Kontakten 18,19 oder mit den Leerkontakten 20, 21 Berührung hat.

Mit dem Kolben 2 ist ferner eine Kolbenstange 30 verbunden, die an ihrem dem Schnappschalter entgegengesetzten Ende in einem Kopf 31 eine federnde Rastklinke 32 trägt, welche mit einem Schaltritzel 33 zusammenwirkt. Mit dem Schaltritzel 33 ist eine Schaltwalze 34 fest verbunden, welche mit einem Stößel 35 zusammenwirkt, der ein anzutreibendes Gerät, z. B. ein schematisch angedeutetes Absperr- oder Umlenkventil 36, bedient.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: In der gezeichneten Stellung der Vorrichtung befindet sich der Kolben 2 in seiner Ruhelage, indem dieser bei über das Ventil 8 von der Druckluft entlasteter Kolbenseite 6 unter der Wirkung der Feder -3 abwärts gedrückt wird, so daß sich die Anschlagshülse 4 am Zylindergehäuse 1 anlegt. Die Brücke 25 des Schnappschalters ist nach unten durchgedrückt, die Kontakte 26 und 27 berühren sich mit den Kontakten 18 und 19 und schließen den Stromkreis für die Spule 11 in der Leitung 15. Da sich der Schalter 16 (abgesehen vom Hauptschalter 13) in geöffneter Stellung befindet, kann jedoch durch die Spulen kein Strom fließen, so daß das Ventil 8 die Kolbenseite 6 mit dem Ablauf 10 verbindet.

Beim Drücken des Schaltknopfes 16 (nach Schließen des Hauptschalters 13) erhält die Spule 11 Strom und gibt dadurch den Durchfluß von der Zuleitung 9 zu der unteren Kammer 6 des Zylinders ι frei. Ist der Druck des zufließenden Mediums in der Kammer 6 so groß geworden, daß er die Kraft der Feder 3 überwinden kann, so wird der Kolben 2 nach oben gedrückt, bis er den durch die Anschlagshülse 5 bestimmten Hub h zurückgelegt hat. Gleichzeitig bewegt sich die Rastklinke 32 auf der Schubstange 30, indem sie gegen die Wirkung der sie belastenden Feder zurückgedrückt wird, um etwa einen Zahn des Schaltritzels 33 bis in die Stellung 32' weiter, ohne jedoch das Schaltritzel zu

.15 bewegen.

Die Brücke 25 bleibt hierbei innerhalb des ersten, dem Spiel α des Zapfens 23 entsprechenden Hubteiles zunächst in Ruhe, bis die Hülse 24 von dem Zvieri 23 an der Kolbenstange 22 mitgenommen wird. Kurz bevor der Kolben 2 nach einem weiteren Hubteil b seine Endstellung erreicht hat, hat sich die Hülse 24 so weit gehoben, daß die Brücke 25 durch den Totpunkt der Feder 29 hindurchgeht und infolgedessen durch die Feder 29 ruckartig umgeschaltet wird. Die Kontakte 26 und 27 werden von den Kontakten τ 8 und 19 abgehoben und auf die Leerkontakte 20, 21 umgeschaltet, so daß der Stromkreis der Spule 11 unterbrochen wird. Das Ventil 8 schaltet-auf Entlastung der Kolbenseite 6 um, und die Druckluft kann aus der Kammer 6 über 10 abströmen. Die Feder 3 drückt den Kolben 2 wieder nach unten, wobei das Schaltritzel 33 durch die Klinke 32 um einen Zahn im Uhrzeigersinn verschwenkt wird.

Kurz bevor der Kolben 2 seine untere Endstellung erreicht hat, wird das Brückenglied 25 des Schnappschalters wieder umgeschaltet, so daß der Stromkreis der Spule 11 wieder geschlossen und damit der Zutritt der Druckluft zur Kolbenseite 6 freigegeben wird. Der weitere Vorgang wiederholt sich dann in der oben beschriebenen Weise.

Die Welle 34 kann als Nockenwelle für eine oder mehrere Geräte oder sonstige Einrichtungen, z. B. für die Steuerung von einem oder mehreren Ventilen verwendet werden. Bei der dargestellten Vierkantwelle entspricht der halbe Unterschied zwischen Schlüsselweite und Eckenmaß des Vierkantes dem Hub des angetriebenen Gerätes bzw. Ventils. Da die Umschaltung von Druckluft und Druckluftfreigabe ■ erst stattfindet, wenn der Kolben im wesentlichen seinen vollen Hub zurückgelegt hat, ist Gewähr dafür gegeben, daß die Rückholfeder 3 auf jeden Fall die Umschaltung der Nockenwelle 33 vollzieht. Durch die Anordnung des Schnappschalters und des Schaltwerkes unmittelbar auf der durchgehenden Kolbenstange läßt sich eine sehr gedrängte, alle erforderlichen Antriebs- und · Steuerungsteile umfassende Baueinheit erzielen.

Claims

Patentansprüche;

i. Vorrichtung zur Steuerung eines hin und her gehenden Antriebes eines Schrittschaltwerkes unter Verwendung einer pneumatischen oder hydraulischen Hilfskraft mittels Kolbens und einer Rückholkraft, insbesondere einer Rückholfeder, gekennzeichnet durch eine derartige Verbindung des Kolbens mit dem Trieboder Schaltwerk, daß dasselbe seine Schaltbewegung unter der Wirkung der Rückholkraft, z. B. einer von der Hilfskraft gespannten' Feder, nur in demjenigen Teil des Kolbenhubes ausführt, in welchem die Rückholkraft ganz oder im wesentlichen auf volle Stärke vorgespannt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltwerk mit einem als an sich bekannten Schnappschalter ausgebildeten Umschalter für die Steuerung der Hilfskraft verbunden ist, welcher ein ruckartiges Umschalten der auf den Kolben einwirkenden Hilfskraft in den Ko lbenend lagen bewirkt, derart, daß beim Erreichen der einen Endlage die Wirkung der Hilfskraft auf den Kolben aufgehoben und dadurch der Kolben unter der Wirkung der Rückholkraft und z. B. unter gleichzeitiger Weiterschaltung des Trieb- oder Schaltwerkes zurückverstellt wird, bis am Ende des Rückholhubes der Schnappschalter von neuem die Hilfskraft auf den Kolben zur Wir- go kung bringt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Zylinder mit Kolben und Trieb- oder Schaltwerk einschließlich Umschalter und Steuermechanismus für die Hilfskraft zu einer Baueinheit vereinigt sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, bei welcher das die pneumatische oder hydraulische Hilfskraft darstellende Medium elektromagnetisch gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Kolben gesteuerte und seinerseits die Hilfskraft steuernde elektrische Schalter in der Ruhelage des Kolbens, d. h. bei nicht wirksamer Hilfskraft und in die eine Endlage durch die Rückholkraft verstelltem Kolben, den Stromkreis im Sinne eines Inwirkungsetzens der Hilfskraft schließt und der Stromkreis einen weiteren. Schalter enthält, welcher es gestattet, durch Unterbrechen des Stromkreises den Kolben so lange in Ruhelage zu halten, bis auch dieser weitere Schalter (16) geschlossen wird und damit den Kolben zum Arbeiten bringt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das pneumatische oder hydraulische Medium durch ein Dreiwegeventil gesteuert wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das pneumatische oder hydraulische Medium durch ein Einwegventil gesteuert wird und zum Abfluß des Mediums Drossel- oder Lecköffnungen bzw. Undichtigkeiten, z. B. am Kolben, vorgesehen sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, da-

durch gekennzeichnet, daß der Schnappschalter axial zum Kolben angeordnet und mit diesem z. B. unter Zwischenschaltung eines Spiels gekuppelt ist, vorzugsweise derart, daß der Kolben eine nach beiden Seiten aus dem Zylinder herausgeführte Kolbenstange aufweist und der Antrieb oder das Schaltwerk auf einer, der Schnappschalter auf der anderen Seite des Zylinders angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 807659, 804053, 166, 633 382, 550 016;

USA.-Patentschriften Nr. 2 261 925, 2 560.870.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

©509554/176 9.55 (809 724/8 2.59)