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Druckmittelbetätigter Antrieb für elektrische Schaltgeräte
Für elektrische Schaltgeräte werden oft druckmittelbetätigte Antriebe verwendet, die im wesentlichen aus einem Zylinder mit Arbeitskolben bestehen und die Kolbenbewegung über eine Kolbenstange, Hebelanordnungen, Zahnstange od. dgl. auf das zu betätigende Schaltgerät übertragen. Zur Betätigung können flüssige oder gasförmige Druckmittel verwendet werden. Meistens soll der Antrieb in einer oder beiden Endstellungen verriegelt werden können, d. h., der Arbeitskolben soll aus der einmal erreichten Endlage nicht von selbst zurückfallen, auch wenn die Druckwirkung des Betätigungsmittels aufhört. Es ist bekannt, die Verriegelung dadurch zu erreichen, dass z. B. das von einem Doppelkolben über Zahnstange und Zahnrad bewegte Gestänge einen oder zwei Totpunkte aufweist.
Es ist ferner bekannt, eine Verriegelung mit Hilfe von Kulissenhebeln oder mit Sperrklinken, die auf den Arbeitskolben einwirken, zu bewerkstelligen. Kulissenhebelkonstruktionen haben jedoch den Nachteil, dass sie verhältnismässig viel Raum beanspruchen und Sperrklinken brauchen eine erhebliche Kraft für die Entriegelung und gegebenenfalls sind besondere Massnahmen zur Verminderung dieses Kraftbedarfes nötig. Es gibt nun auch druckmittelbetätigte Antriebe, die die erwähnten Nachteile vermeiden, bei denen jedoch bei jeder Öffnungsbewegung ein Druckmittelverlust auftritt, was sie für die Betätigung durch flüssige Druckmittel ungeeignet macht. Zudem ist bei diesen Antrieben das Gesperre nicht zwangsläufig von der Rückmeldung abhängig.
Die nachstehend beschriebene Erfindung vermeidet alle erwähnten Nachteile. Ihr Gegenstand ist ein druckmittel betätigter Antrieb, insbesondere für elektrische Schaltgeräte, bestehend aus einem Zylinder mit von einem Druckmittel beaufschlagtem Arbeitskolben mit einem oder mehreren, nicht parallel zum Arbeitskolben beweglichen Sperrkolben, die durch das gleiche, den Arbeitskolben bewegende Druckmittel betätigt werden, wobei die zur Verriegelung des Arbeitskoibens dienenden Sperrkolben als Schieberventile ausgebildet sind, denen je ein Rückschlagventil beigeordnet ist, zu dem das Schieberventil bei seinem unter der Einwirkung des Druckmittels erfolgenden Übergang in die Verriegelungslage den Zugang für das Druckmittel freigibt und jedes Rückschlagventil wenigstens in Verriegelungslage des ihm zugeordneten Sperrkolbens in jenen Raum mündet,
von dem der Kopf des Sperrkolbens ein Wandungsteil ist.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch im Schnitt dargestellt. Fig. 1 zeigt den aktiven Teil eines Antriebes ohne Stellungsrückmeldung, bei dem der Arbeitskolben beidseitig beaufschlagt ist und Fig. 2 einen ähnlichen Antrieb, jedoch für Stellungsrückmeldung ; der Stellungsrückmelder selbst ist hingegen nicht dargesteill.
Mit 1 ist der Arbeitskolben bezeichnet, der sich unter der Wirkung eines Druckmittels im Zylinder hin und her bewegen kann. Die mit dem Arbeitskolben fest verbundene Kolbenstange 3 ist nach aussen geführt und mit dem zu betätigenden Schaltgerät irgendwie mechanisch gekuppelt, Die beiden Sperrkolben 4 und S sind im Arbeitskolben gelagert und senkrecht zu dessen Achse verschiebbar. Jeder Sperrkolben
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ordnet. An den Stirnseiten des Zylinders befinden sich die Zuführungsöffnungen 8 und 9 für das Druckmittel. Die Kanäle 10 und 11 gestatten dem Druckmittel den Zutritt gegen die inneren Stirnflächen der Sperrkolben und die Aussparungen 12 und 13 gegen deren äussere Stirnflächen. Die ringförmigen Nuten 14 und 15 dienen zum Eingriff je eines Sperrkolbens in den Endlagen des Arbeitsweges.
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Die Wirkungsweise des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispieles ist pun folgende : Es sei angenommen, dass sich der Arbeitskolben 1 in seiner linken Endstellung befindet und durch das Eingreifen des Sperrkolbens 4 in die Ringnut 14 verriegelt ist. Wird nun durch Betätigung eines Steuerventiles das Druckmittel durch die Öffnung 8 eingelassen, so dringt es durch die Aussparung 12 und schliesst zunächst das Rückschlagventil 7, dann wird der als Schieberventil ausgebildete Sperrkolben 4 aus seiner Verriegelungstellung nach innen gedrückt und gibt denArbcitskolben 1 frei, der sich nun von links nach rechts bewegt.
Der Kanal 11 bleibt so lange verschlossen, bis die entgegengesetzte Endstellung erreicht ist und der ebenfalls als Schieberventil ausgebildete Sperrkolben 5 über die Ringnut 15 zu liegen kommt. Dann wird der Sperrkolben 5 durch das durch den Kanal 11 eindringende Druckmittel und durch die Kraft der Feder 6a in die Ringnut 15 geschoben. Dadurch wird für das Druckmittel auch der Zugang zum Rückschlagventil 7a frei. DasRückschlagventil 7awird nungeörfnetund das Druckmittel kann, solange die Zufuhr durch die Öffnung 8 andauert, durch die Öffnung 9 in die andere Steuerleitung überströmeh. Dieses Überströmen kann also erst stattfinden, nachdemder Arbeitskolben 1 durch den Sperrkolben 5 verriegelt worden ist. Die Feder 6a verhindert das Zurückgleiten des Sperrkolbens 5, auch wenn die Wirkung des Druckmittels aufgehört hat.
Die Rückführung des Arbeitskolbens 1 von rechts nach links geschieht in analoger Weise, indem das Druckmittel durch die Öffnung 9 eingelassen wird.
Der Aufbau und die Wirkungsweise des in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiels sind ähnlich wie bei dem in Fig. l dargestellten Antrieb. Bei dieser Ausführung ist der Zylinder mit zwei zusätzlichen Öffnungen 16 und 17 versehen, an welche Leitungen angesc-ilossen werden können, die zu einer druckgesteuerten Rilckmeldeeinrichtung führen. Ferner ist an del- Stirnrändern des Zylinders je ein Dichtungsring 18 angeordnet, welcher in den beiden Endlagen des Arbeitskolbens 1 den von der Ringnut 14 bzw. 15 gebildeten Raum gegen die stirnseitige Durchlassöffnung 8 bzw. 9 abdichtet. Es sei wiederum angenommen, dass sich der Arbeitskolben 1 in seiner linken Endstellung befindet, und durch das Eingreifen des Sperrkolbens 4 in Ringnut 14 verriegelt ist.
Wird nun durch Betätigen eines Steuerventils das Druckmittel durch die Öffnung 8 und 16 gleichzeitig eingelassen, so schliesst zunächst das Rückschlagventil 7, dann wird'der als Schieberventil ausgebildete Sperrkolben 4 aus seiner Verriegelungsstellung nach innen gedrückt. und gibt den Arbeitskolben 1 frei, der sich unter der Wirkung des durch Öffnung 8 einströmenden Druckmittels nach rechts bewegt. Wird die entgegengesetzte Endstellung erreicht, dann wird der ebenfalls als Schieberventil ausgebildete Sperrkolben 5 durch das durch den Kanal 11 eindringende Druckmittel und durch die Kraft der Feder 6a in die Ringnut 15 geschoben. Das Rückschlagventil 7a wird nun geöffnet und das Druckmittel kann, solange die Zufuhr durch die Öffnungen 8 und 16 andauert, in die an die Öffnung 17 angeschlossene Steuerleitung überströmen.
Die Dichtung 18 verhindert das Überströmen des Druckmittels in die Öffnung 9. Das nun durch die Öffnung 17 strömende Druckmittel wird zur Betätigung eines Stellungrückmelders benützt. Durch diese Wirkungsweise wird erreicht, dass die Stellungsrückmeldung erst erfolgt, wenn der Arbeitskolben 1 nach vollständig zurückgelegtem Arbeitsweg verriegelt ist.
Die Rückführung des Arbeitskolbens 1 in die vorherige Endstellung, d. h. von rechts nach links, erfolgt in analoger Weise, indem das Druckmittel durch die Öffnungen 9 und 17 eingelassen wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Druckmittelbetätigter Antrieb, insbesondere für elektrische Schaltgeräte, bestehend aus einem Zylinder mit von einem Druckmittel beaufschlagtem Arbeitskolben mit einem oder mehreren nicht parallel zum Arbeitskolben beweglichen Sperrkolben, die durch das gleiche, den Arbeitskolben bewegende Druckmittel betätigt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Verriegelung des Arbeitskolbens dienenden Sperrkolben (4,5) als Schieberventile ausgebildet sind, denen je ein Rückschlagventil (7,7a) beigeordnet ist, zu dem das Schieberventil bei seinem unter der Einwirkung des Druckmittels erfolgenden Übergang in die Verriegelungslage den Zugang für das Druckmittel freigibt, und dass jedes Rückschlagventil wenigstens in Verriegelungslage des ihm zugeordneten Sperrkolbens in jenen Raum mündet,
von dem der Kopf des Sperrkolbens ein Wandungsteil ist.