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Hydraulische Steuereinrichtung
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Steuerkolben in eine Zwischenstellung bewegbar ist, in der es die Steuerleitung sowie die Zuflussleitung mit der Abflussleitung verbindet und das Steuerventil lediglich unter der Wirkung des elastischen Mittels, z. B. einer Feder, in die Ausschaltstellung zurückführbar ist.
Nach Merkmalen der Erfindung kann das Steuerventil zwei Absperrorgane besitzen, die durch geeig- nete mechanische und/oder elastische Einrichtungen in einem im wesentlichen konstanten Abstand gehalten werden, wobei sich das eine der beiden Absperrorgane öffnet, wenn sich das andere schliesst und umgekehrt, und das erste Absperrorgan in geöffnetem Zustand der Einschaltstellung und das zweite Organ in geöffnetem Zustand der Ausschaltstellung des Steuerventils entspricht. Die beiden Absperrorgane kön- nen getrennt voneinander angeordnet und unter die Einwirkung unabhängiger elastischer Mittel z. B. von
Druckfedern gebracht sein, wobei die beiden Absperrorgane in die der zweiten Form des hydraulischen
Kreises entsprechende Stellung bringbar sind und zwischen den Absperrorganen ein mechanischer Teil z.
B. ein Stift eingesetzt ist, der sie in einem bestimmten Mindestabstand voneinander hält. Der be- wegliche mechanische Teil und das Absperrorgan können voneinander getrennt angeordnet und lediglich in der Offenstellung des Absperrorganes aufeinander zur Einwirkung bringbar sein.
Gemäss andern Merkmalen der Erfindung kann das elastische Mittel auch auf den in entgegengesetzter Richtung, vom Absperrorgan angeordneten beweglichen mechanischen Teil mittels einer auf das Innere des Kraftspeichers gerichteten Kraft in Wirkverbindung stehen. Es empfiehlt sich, die Länge des Arbeitshubes des beweglichen mechanischen Teiles so zu bemessen, dass er etwa die Hälfte des Hubes der Absperrorgane des Steuerventiles beträgt. Desgleichen empfiehlt es sich, den Steuerventilkörper für die Absperrorgane unmittelbar auf dem oberen Abschnitt des Kraftspeichers anzuordnen, wobei die Verschiebungen der beweglichen Ausrüstung des Steuerventiles etwa parallel zu den Verschiebungen des Kolbens des Kraftspeichers erfolgen können.
Weitere erfindungsgemässe Merkmale bestehen darin, den Hubendanschlag für den Kolben des Kraftspeichers mit dem Steuerventilkörperfest zu verbinden, wodurch das Ende des durch den Kolben des Speichers zu betätigenden Teiles mindestens um den Hubweg des Absperrorganes aus der Bohrung des Anschlages herausragt. Das Betätigungsorgan für das Steuerventil kann eine in Verlängerung des Körpers des Steuerventiles angeordnete Betätigungsvorrichtung sein, deren Kolben mit dem zweiten Absperrorgan fest verbunden ist.
Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, die Betätigungsvorrichtung des Steuerventiles mit Hilfe eines gesteuerten (von Hand zu betätigenden) Schiebers und eines Rückschlagventiles vorübergehend an den Kraftspeicher und mit Hilfe einer einen Durchflussbegrenzer enthaltenden Leitung ständig an die Arbeitsleitung anzuschliessen. Im Rahmen der Erfindung liegt es schliesslich auch, die Betätigungsvor- richtung für das Steuerventil an den Niederdruckbehälter anzuschliessen und mit einem Sicherheitsventil zu versehen, das sich beim Erreichen eines bestimmten Druckes automatisch öffnet.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand von zwei Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert. In dieser zeigt Fig. 1 in schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform der Einrichtung, bei der sich das Steuerventil in seiner Ausgangsstellung befindet, Fig. 2 und Fig. 3 dieselbe Einrichtung mit ihrem Steuerventil in seiner zweiten bzw. dritten Stellung und Fig. 4 einen Schnitt durch eine von der ersten abweichende Ausführungsform bei der sich das Steuerventil inseiner zweiten Stellung befindet.
Die Fig. l, 2 und 3 zeigen die Hauptelement eines hydraulischen Kreises für die Steuerung von einer oder mehreren, beispielsweise auf einen Abschalter wirkenden Betätigungsvorrichtungen. Dieser Kreis enthält einen ölpneumatischen Kraftspeicher 1 mit frei beweglichem Kolben 2, eine an die nicht dargestellte Betätigungsvorrichtung des elektrischen Abschalters angeschlossene Arbeitsleitung 3 und eine mit einem nicht dargestellten Niederdruckbehälter oder-sammelgefäss in Verbindung stehende Abflussleitung 4. Die Einrichtung nach der Erfindung besteht aus einem allgemein mit 5 bezeichneten und schematisch in Form eines Doppelventiles mit Schieber dargestellten Steuerventil, das zwei Absperrorgane 6 und 7 aufweist.
Der Schieber kann unter Freigabe der Öffnung einer den Kraftspeicher mit dem Steuerventil verbindenden Leitung 11 (Fig. 1) die Öffnung der Entleerungsleitung 4verschliessen oder die umgekehrte Stellung (Fig. 2) einnehmen, in der die Leitung 11 verschlossen ist, während die Arbeitsleitung 3 mit der Abflussleitung 4 in Verbindung steht. In der in Fig. 3 dargestellten Zwischenstellung stehen alle drei Leitungen miteinander in Verbindung.
Die beiden miteinander fest verbundenen Absperrorgane 6 und 7 werden durch die Verschiebungen eines sich in einer Betätigungsvorrichtung 9 befindlichen Kolbens 8 gesteuert, wobei eine Feder 10 bestrebt ist, die gesamte bewegliche Ausrüstung ss, 7,8 des Steuerventiles in die zweite Stellung (Fig. 2) zurückzuführen.
Geeignete Leitungen 12, 13 und 14 sowie an diesen Leitungen vorhandene Steuer- oder Regeleinrich-
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tungen 15, 16, 17 gestatten die Speisung der Kraftvorrichtung 9.
Im Ausführungsbeispiel ist das Steuerventil 5 am oberen Abschnitt des ölpneumatischenKraftspeichers angeordnet und enthält einen beweglichen mechanischen Teil, beispielsweise einen Stift 18, von dem ein Ende in das Innere des Kraftspeichers hineinragt und das, mindestens sofern sich die bewegliche Ausrüstung des Steuerventiles in der Stellung nach Fig. l befindet, zum Zwecke ihrer Betätigung durch den Kolben zurückgeschoben werden kann. Der mechanische Teil 18 kann beispielsweise mit dem Absperrorgan 6, also mit der gesamten beweglichen Ausrüstung, fest verbunden sein.
Bei ausgeschaltetem Abschalter befindet sich die Einrichtung in ihrer zweiten Stellung (Fig. 2). Zum Einschalten lässt man durch vorübergehendes Öffnen des Schiebers 15 Hochdrucköl in die Betätigungsvorrichtung 9 ein. Darauf wird der Kolben 8 verdrängt (d. h. nach unten gedrückt) und führt somit die bewegliche Ausrüstung des Steuerventiles in die erste Stellung (Fig. 1), so dass der Kraftspeicher 1 und die Arbeitsleitung 3 miteinander verbunden werden. Darauf wird die Einschalt-Betätigungsvorrichtung des Abschalters gespeist. Der in der Arbeitsleitung 3 herrschende Druck wird über die Leitung 13 auf die Betätigungsvorrichtung 9 übertragen, so dass das selbsttätige Halten der Einrichtung in ihrer ersten Stellung bewirkt wird und der Schieber 15 geschlossen werden darf.
Das gesteuerte Ausschalten des Abschalters erfolgt durch Entleeren der Betätigungsvorrichtung 9, beispielsweise durch das Öffnen des sie über die Leitungen 12 und 14 mit der Leitung 4 verbindenden Schiebers 16. Während dieser Entleerung verhindert ein in der Leitung 13 vorhandener Durchflussbegrenzer 17 von geeignetem Querschnitt eine zu starke Ölabgabe aus der Leitung 3 in die Betätigungsvorrichtung 9 hinein. Die Feder 10 führt den Kolben 8 bis an ihren Boden zurück, und das Steuerventil befindet sich dann in der Stellung nach Fig. 2, wobei das Herstellen einer Verbindung zwischen der Arbeitsleitung 3 und der Abflussleitung 4 eine schnelle Entleerung der Einschaltkraftvorrichtung des Abschalters bewirkt.
Bei eingeschaltetem Abschalter, d. h., wenn das Steuerventil sich in seiner ersten Stellung befindet, steigt der Kolben 2, falls eine Verringerung der Ölreserve in dem Kraftspeicher, beispielsweise infolge eines kleinen Lecks, entsteht, soweit hoch, bis er mit dem mechanischen Teil 18 in Berührung tritt und es zurückbewegt. Dadurch wird die gesamte bewegliche Ausrüstung des Steuerventiles entgegen der Einwirkung der Betätigungsmittel des Steuerventiles, d. h. entgegen der Einwirkung der Betätigungsvorrichtung 9, die über die Leitung 13 oder über ein (nicht dargestelltes) Sicherheitsventil, das ander Betätigungsvor- richtung 9 angebracht sein kann, eine geringe Ölmenge abgibt, zurückbewegt.
Während des Hochsteigens des Kolbens 2 des Kraftspeichers erreicht die bewegliche Ausrüstung des Steuerventiles die in Fig. 3 dargestellte Stellung, in der die Arbeitsleitung 3 zugleich mit der Leitung 11 und der Abflussleitung 4 verbunden ist. Dann erfolgt eine schnelle und gleichzeitige Entleerung der Betätigungsvorrichtung des Abschalters sowie des Kraft-
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fahren, die ein solcher Vorgang in sich birgt, wirksam verhindert.
Da der gesamte hydraulische Kreis also auf den Niederdruck des Behälters gebracht worden ist, steigt der Kolben 8 der Betätigungsvorrichtung 9 unter Einwirkung der Feder 10 und des von dem Kolben 2, sofern dieser nicht im Anschlag ist, vorgeschobenen Stiftes 19 weiter vollständig hoch, so dass die Entleerung der Einrichtung in der zweiten Stellung beendet wird, in der die das Steuerventil und den Kraftspeicher miteinander verbindende Leitung 11 durch den Schieber 6 verschlossen ist. Da der Kraftspeicher somit vollstandig dicht ist, kann man ihn ohne weiteres erneut mit Öl auffüllen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Steuerventil mit zwei Absperrorganen, wie beispielsweise Kugeln, Ventilkegeln usw. versehen, die, bevor sie sich öffnen, keinen vorherigen Hub benötigen.
Diese besondere Anordnung sowie einige andere, nachstehend beschriebene Anordnungen sind in Fig. 4 dargestellt.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung enthält die Vorrichtung einen unmittelbar oder über ein Anschlussstück 35 an dem oberen Abschnitt des ölpneumatischen Kraftspeichers 1 mit frei beweglichen Kolben 2 befestigten Ventilkörper 19. Der Ventilkörper hat eine axiale Bohrung mit einer Öffnung 20, deren verschiedenen Durchmesser Stütz- oder Führungsflächen für die bewegliche Ausrüstung des Steuerventiles bilden. Drei diametrale Bohrungen 21,22 und 23 verbinden das Steuerventil mit der Arbeitsleitung 3, mit dem Kraftspeicher 1 bzw. einem Behälter oder Sammelgefäss 24. Die Arbeitsleitung 3 ist beispielsweise an die Einschaltbetätigungsvorrichtung eines nicht dargestellten Abschalters angeschlossen.
Ein Absperrorgan 7 mit konischem Ventilsitz ist durch einen Stift 25 verlängert, der zwischen dem Ventilkegel 7 und dem unteren Ventilkegel 6 einen konstanten Mindestabstand aufrechterhält. Gemäss dieser Ausführungsform sind die Ventilkegel 6 und 7 miteinander nicht fest verbunden. Voneinander unabhängige elastische Einrichtungen sind bestrebt, die beiden Ventilkegel in die der zweiten Form des Kreises (ist in Fig. 2 dargestellt) entsprechende Stellung zu führen. Die sich gegen den Ventilkörper 19 abstützende Feder 10 versucht den Ventilkegel 7 in seiner geöffneten Stellung zu halten, während eine Feder 26 den Ven-
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tilkegel 6 in seiner geschlossenen Stellung zu halten sucht.
Diese Ausführungsform, bei der die beiden
Ventilkegel voneinander getrennt sind, ermöglicht eine wirtschaftlichere Fertigung und Anbringung der beweglichen Ausrüstung.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist der bewegliche mechanische Teil mit der beweglichen Ausi rüstung des Steuerventiles nicht fest verbunden. Es besteht aus einem Teil 18 in Form eines Betätigungs- knopfes, deram unteren Abschnitt des Ventilkörpers 19 angeordnet ist und steht unter dem Druck der Feder
26. Diese drückt den Knopf 18 in Richtung des Kolbens 2 des Kraftspeichers, wobei ein Ring 34 als An- schlag für den Knopf 18 dient. Wenn sich das Steuerventil in seiner ersten Stellung befindet, kommt der untere Abschnitt des Ventilkegels mit dem Knopf 18 des beweglichen mechanischen Teiles in Berührung.
Wenn dann der Kolben 2 des Kraftspeichers 1 an seinem Hubende ankommt, drückt er auf den Knopf 18, der den Ventilkegel 6 hochschiebt. Dieser schiebt seinerseits den Stift 25 hoch, dessen Ende ständig ge- gen den Ventilkegel 6 gedrückt gehalten wird, so dass der Ventilkegel 7 geöffnet wird. Der Hub des be- weglichen mechanischen Teiles ist so bestimmt, dass beim Anschlag des Kolbens 2 gegen die Grundflä- che 33 des Ventilkörpers 19 die beiden Ventilkegel 6 und 7 geöffnet sind (der Hub des Knopfes 18 beträgt zweckmässigerweise etwa die Hälfte des Hubes der beweglichen Ausrüstung des Steuerventiles)..
So wird die dritte Form des Kreises hergestellt, die den Arbeitskreis 3 gleichzeitig mit dem Kraftspeicher und mit dem Entleerungsbehälter in Verbindung setzt, was die gleichzeitige Entleerung der Betätigungsvorrichtung des Abschalters und des Kraftspeichers bewirkt.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist die Betätigungsvorrichtung 9 für das Steuerventil
6, 7 und 8 unmittelbar auf diesem Ventil angeordnet, wobei der Kolben 8 eine Verlängerung der Ven- tilklappe 7 und der Zylinder der Betätigungsvorrichtung eine Verlängerung des Ventilkörpers 19 bildet.
Der Druckölzufluss in die Betätigungsvorrichtung erfolgt über eine mit einem Rückschlagventil 28 und einem Einschaltschieber 15 versehene Leitung 12. Eine mit einem geeichten Durchflussbegrenzer 17 ver-
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druckes mit der Leitung 3.
Die gesteuerte Entleerung der Betätigungsvorrichtung erfolgt über ein Ventil 29, dessen Ventilkörper, beispielsweise eine Kugel, von Hand oder mittels eines auf einen die Kugel anhebenden Stift 30 einwirkenden Elektromagneten 37 zurückbewegt wird, so dass der Abfluss des in der Betätigungsvorrichtung enthaltenen Öls über eine Leitung 36 möglich ist, während der Kolben 8 unter Einwirkung der Feder 10 in seine Ruhestellung zurückkehrt. Ein Sicherheitsventil 31 von bekannter Bauart mit einer tarierten Feder 32 kann auf der Kraftvorrichtung 9 angeordnet werden, um, sofern erforderlich, beim Hochsteigen des Kolbens 8 in der Betätigungsvorrichtung den Druck zu begrenzen.
Bei einer Einrichtung nach der Erfindung ist es zweckmässig, wenn der mechanische Teil 18 in seiner Lage in bestimmter Weise in bezug auf den den Hub des frei beweglichen Kolbens des Kraftspeichers begrenzenden Anschlag angeordnet ist, weshalb dieser Anschlag nicht mit dem Kraftspeicher 1 fest verbunden ist, sondern aus einer in das Innere des Kraftspeichers hineinragenden Verlängerung 38 des Ventilkörpers 19 besteht. Gemäss dieser Anordnung ist ein Steuerventil nach der Erfindung an jedem beliebigen Kraftspeicher austauschbar, ohne dass irgendein Einstellen dazu erforderlich wäre.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Hydraulische Steuereinrichtung mit einer Steuer- und einer Abflussleitung, sowie einer an einen hydropneumatischen Kraftspeicher angeschlossenen Zuflussleitung und einem Steuerventil, das durch den vom Kraftspeicher gelieferten Druck entgegen der Wirkung eines elastischen Mittels, z.
B. einer Druckfeder, von einer Ausschaltstellung, in welcher es die Zuflussleitung sperrt und die Steuerleitung mit der Abflussleitung verbindet, zu einer Einschaltstellung bewegbar ist, in welcher es die Abflussleitung sperrt und die Steuerleitung mit der Zuflussleitung verbindet, wobei ein in die Bahn des Speicherkolbens ragender Anschlag des Steuerventiles vom Speicherkolben gegen Ende des Arbeitshubes mitgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (6,7, 8) über dessen Anschlag (18) durch den Steuerkolben (2) in eine Zwischenstellung bewegbar ist, in der es die Steuerleitung (3) sowie die Zuflussleitung (11) mit der Abflussleitung (4) verbindet und das Steuerventil (6, 7,8) lediglich unter der Wirkung des elastischen Mittels, z. B. einer Feder (10), in die Ausschaltstellung zurückführbar ist.