Elektrohydraulisches Betätigungsgerät Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elek trohydraulisches Betätigungsgerät, insbesondere zur Steuerung einer Fahrtreppensbremsanlage.
Es ist ein Betätigungsgerät bekanntgeworden, bei dem der Kolben im Arbeitszylinder durch den von einer elektromotorisch angetriebenen Hydraulikpumpe erzeug ten Druckstrom bewegt wird. Das Betätigungsgerät be sitzt weiter einen Endschalter zur Stillsetzung des Elek tromotors bei Erreichung der Kolbenendstellung und eine mit Elektromagnet zusammenwirkende Vorrich tung zum Festhalten des Kolbens in seiner Endstellung (Im weiteren Festhaltevorrichtung genannt). Alle Teile des Betätigungsgerätes sind von einem gemeinsamen Ge häuse umschlossen.
Der Nachteil dieses Betätigungsgerätes liegt darin, dass die Festhaltevorrichtung erst nach Abschaltung des Elektromotors anspricht, so dass der Kolben sich etwas zurückbewegen soll, um am Riegel dieser Vorrichtung anzuschlagen. Der Riegel bedarf einer besonderen Ab dichtung. Er muss weiter von einer kräftigen Feder be lastet werden, die entsprechend einen kräftigen Magne ten erfordert, um den Rückzug des Riegels zwecks Frei gabe des Kolbens beim Abschalten bzw. Ausfall der Spannung am Betätigungsgerät zu ermöglichen. Der Rie gel berührt sich mit dem Arbeitskolben stets an gleicher Stelle, was unter Umständen zum Kolbenkippen führen kann.
Tritt dies ein bzw. bricht die Riegelfeder zusam men, so bleibt der Kolben verklemmt und kann beim Fehlen der Betriebsspannung nicht mehr in seine Aus- c?angsstellung zurückkommen, und den ihm zugeordne ten Anlagenteil, beispielsweise die Fahrtreppenbremse betätigen.
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, diesen Nachteil zu vermeiden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrohydraulisches Betätigungsgerät zu entwickeln, bei dem der Kolben nach Erreichung seiner Endstellung mit Sicherheit festgehalten wird und bei jeder havarienge- fährlichen Störung der Festhaltevorrichtung, beispiels weise beim Federbruch am Elektromagnet, in seine Ausgangslage zurückkommt und bei dem weiter der Pumpenantriebsmotor bei Erreichung der Kolbenend- stellung stillgesetzt wird.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Festhaltevorrichtung ein mit Kolben stange und Endschalter zusammenwirkendes Gestänge ist, und das Zusammenwirken zwischen dem Elektro magneten und dem Feststellgestänge derart ist, dass der Magnet bei Ausbleiben der Spannung das Gestänge schlagartig betätigt und in seine Ausgangsstellung bringt.
Es ist vorteilhaft, das Feststellgestänge in Form von zwei ein Schloss bildenden, federbelasteten Hebeln und eines Riegels auszubilden, die gelenkig miteinander ver bunden werden, wobei die Achse eines der Schlossge- lenke im Gerätegehäuse fest eingebaut wird.
Die Untersuchungen am Betätigungsgerät zeigten, dass das Feststellgestänge auch in Form von zwei ein Schloss bildenden federbelasteten Hebeln, einem Riegel und einem Hilfshebel ausgebildet werden kann, die alle gelenkig miteinander verbunden werden. Dabei wird die Achse eines der Schlossgelenke auf dem Hilfshebel ange ordnet, der drehbar um eine feststehende Achse ange ordnet wird. Die Hllfshebelachse wird im Gerätegehäuse feststehend eingebaut und ist gegenüber der Achse des Gelenkes zwischen Schloss und Hilfshebel versetzt ange ordnet.
Der Hilfshebel wird vorteilhafterweise in Form eines Kipphebels ausgebildet, an dessen einem Ende die Ma gnetankerfeder und an dessen anderem Ende die Schloss- feder angreift.
Auf der Kolbenstange kann eine Einschnürung vor gesehen sein, in welche der Riegel bei Feststellung des Kolbens eingreift.
Der Riegel kann als eine Platte mit einer Abschrä- gung am einen Ende und einem Vorsprung am anderen Ende ausgebildet sein.
Die Erfindung wird nachstehend an einigen Ausfüh rungsbeispielen mit Bezugnahme auf die Zeichnung nä her erläutert. In dieser zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt des erfindungsgemässen Betätigungsgerätes, Fig. 2 eine Festhaltevorrichtung in Ausschaltstellung, Fig. 3 eine Festhaltevorrichtung mit Hilfshebel in Ausschaltstellung, Fig. 4 ein elektrisches Schaltbild des elektrohydrau lischen Betätigungsgerätes, Fig. 5 die Festhaltevorrichtung nach Fig. 2 in Ein schaltstellung, Fig. 6 die Festhaltevorrichtung nach Fig. 3 in der Arbeitsstellung,
und Fig. 7 dieselbe bei gebrochener Elektromagnetfeder. Wie die Zeichnung erkennen lässt, ist im Gehäuse 1 (Fig. 1) des Betätigungsgerätes die Pumpe 2 mit ihrem Antriebsmotor 3 angeordnet. Im Arbeitszylinder 4 be wegt sich der Kolben 5 mit seiner Stange 6. Die Kolben stange hat eine Einschnürung 7 und ein Anschlussauge B. Das letztere dient zur Verbindung des Betätigungsge rätes mit der Bremsanlage der Fahrtreppe. Oben ist im Gehäuse 1 die Festhaltevorrichtung 9 angeordnet.
Die Vorrichtung 9 besteht aus zwei federbelasteten Hebeln und einem Riegel 12, die alle gelenkig miteinan der verbunden sind. Die Hebel bilden zusammen mit der Feder 11 das Schloss 10.
Der plattenförmige Riegel 12 hat eine Abschrägung 13 an einem und eine Nase 14 am anderen Ende. Die Achse 15 eines der Schlossgelenke ist am Arm 16 befestigt, der am Gehäusedeckel 17 (Fig. 1) des Betätigungsgerätes angebracht ist.
Auf dem Deckel 17 befindet sich der Elektromagnet 18 mit Anker 19 und Ankerfeder 20 und der Endschal- ter 21.
Nach einer anderen Ausführungsvariante stellt die Feststellvorrichtung 9 (Fig. 1) wiederum ein Gestänge dar, bei dem zwei Hebel ein Schloss 10 bilden und den Riegel 12 betätigen. Die Neuerung bildet hier der Hilfs hebel 23, auf dem die Achse 24 eines der Schlosse, lenke angeordnet wird. Der Hebel 23 dreht sich um die feststehende Achse 25, die an dem am Gehäuse deckel 17 angebrachten Arm 26 befestigt wird.
Der Arm 26 hat den Anschlag 27, an welchen der Hebel 23 mit Ankerfeder 28 des Elektromagneten 30 gedrückt wird. Die Achsen 24, 25 liegen in der gleichen senkrechten Ebene, sind jedoch gegeneinander versetzt.
Das beschriebene elektrohydraulische Betätigungs gerät funktioniert folgenderweise.
Bei Betätigung des Anlassers 31 (Fig. 4) wird der Fahrtreppenmotor 32 und über Endschalter 21 und Elektromagneten 18 auch der Pumpenmotor 3 des Betätigungsgerätes an Spannung gelegt.
Der Motor 3 wird in Gang gesetzt und treibt die Pumpe 2 (Fig. 1) an, die ihrerseits die Arbeitsflüssig keit (Öl) in den Raum unter dem Kolben 5 drückt. Da durch wird der Kolben 5 samt Stange 6 im Arbeits zylinder bewegt. Gleichzeitig zieht der Magnetanker 19 (Fig. 5) gegen den Widerstand der Feder 20 vom Schloss 10 weg. Die Feder 11 drückt mit Hilfe des Schlosses 10 den Riegel 12 an die Kolbenstange 6.
In dem Augenblick, da der Arbeitskolben des Be tätigungsgerätes seine Endstellung erreicht, greift der Riegel 12 in die Einschnürung 7 der Kolbenstange 6 ein, wobei die Nase 14 des Riegels den Endschalter 21 betätigt und damit den Motor 3 ausser Tätigkeit setzt. Unter der Druckwirkung der Feder 11 nehmen die Schlosshebel ihre Arbeitsstellung ein, bei der alle Ge lenke des Feststellgestänges auf einer Geraden mit der festen Achse 15 liegen. Damit wird die Kolbenstange 6 in ihrer Endstellung mit Sicherheit verriegelt.
Wird die Spannung abgeschaltet, so wird die Ma gnetspule stromlos und gibt den Anker 19 frei. Dieser bewegt sich unter der Wirkung der Feder 20, die kräfti ger ist als die Feder 11, nach oben und betätigt schlag artig das Schloss 10. Dadurch knickt das Gestänge 10 zusammen und der Riegel 12 fährt aus der Einschnü- rung 7 der Kolbenstange 6 heraus. Diese Bewegung des Riegels wird durch die an der Kolbenstange beispiels weise seitens der Bremsanlage angreifende Belastungs kraft unterstützt, die dank der Abschrägung 13 auch in Bewegungsrichtung I des Riegels 12 wirksam wird.
Nach Freigabe der Kolbenstange 6 durch den Riegel 12 kehrt der Kolben 5 in seine Ausgangslage zurück und schliessen die Kontakte des Endschalters 21. Damit wird das Betätigungsgerät wieder betriebsbereit.
Bei der Ausführungsvariante des elektrohydrauli schen Betätigungsgerätes nach Fig. 6 bleibt die Achse 24 bei intakter Ankerfeder 28 praktisch in Ruhe und die Wirkungsweise der Feststellvorrichtung ist wie oben beschrieben.
Bricht aber die Feder 28 des Elektromagnetes 30, so verschwindet damit die Kraft, mit welcher der Hebel 23 an den Anschlag 27 des Armes 26 gedrückt wird. Die in der Bewegungsrichtung des Riegels 12 dank der Abschrägung 13 wirksame Komponente der an der Kolbenstange 6 angreifenden äusseren Belastungskraft bringt den Riegel 12 ausser Eingriff mit der Einschnü- rung 7 der Kolbenstange 6, indem der Hebel 23 um die Achse 25 gedreht wird, ohne dass dabei das Schloss- gestänge 10 knicken muss. Auf diese Weise lässt sich die Rückbewegung des Kolbens 5 samt Stange 6 einleiten.
Die Anwendung des Erfindungsgedankes, insbeson dere an Betätigungsgeräten, die dauernd unter Span nung stehen, verkleinert den Energieverbrauch und den Raumbedarf des Gerätes. Darüber hinaus verkürzt sich in allen Fällen, also sowohl im Dauer- als auch im Aussetzbetrieb, die Kolbenrückstellzeit, da die Abschal tung des Elektromotors bei Erreichung der Kolbenend- stellung und die damit verbundene Stillsetzung der Hydraulikpumpe die frühzeitige Aufhebung des der Kolbenrückbewegung entgegenwirkenden Druckes der Arbeitsflüssigkeit (öl) gewährleisten.
Selbstverständlich sind auch andere Ausführungs formen des beschriebenen elektrohydraulischen Betäti gungsgerätes im Rahmen der Erfindung möglich.
Die Festhaltevorrichtung kann nicht nur für ein elektrohydraulisches Betätigungsgerät, sondern auch in ähnlichen elektromechanischen Betätigungsgeräten und überfall dort Verwendung finden, wo eine solche Verrie gelung des geradlinig hin und her bewegten Stellorgans erforderlich ist, wobei bei Abschaltung bzw. Ausfall der Betriebspannung das genannte Stellorgan in seine Ausgangsstellung zurückkehrt.
Electro-hydraulic actuation device The present invention relates to an electro-hydraulic actuation device, in particular for controlling an escalator brake system.
An actuator has become known in which the piston in the working cylinder is moved by the pressure flow generated by an electric motor driven hydraulic pump. The actuating device also sits a limit switch to shut down the elec tromotors when the piston end position is reached and a device cooperating with electromagnets Vorrich to hold the piston in its end position (hereinafter called holding device). All parts of the actuating device are enclosed in a common housing.
The disadvantage of this actuating device is that the retaining device only responds after the electric motor has been switched off, so that the piston should move back a little in order to strike the bolt of this device. The bolt requires a special seal. It must also be loaded by a strong spring, which accordingly requires a strong magnet in order to allow the retraction of the bolt for the purpose of releasing the piston when switching off or when the voltage on the actuating device fails. The bar always touches the working piston in the same place, which can lead to the piston tipping.
If this occurs or if the locking spring collapses, the piston remains jammed and, if there is no operating voltage, can no longer return to its starting position and actuate the system part assigned to it, for example the escalator brake.
It is the aim of the present invention to avoid this disadvantage.
The invention is based on the object of developing an electrohydraulic actuating device in which the piston is held securely after it has reached its end position and returns to its starting position whenever the retaining device is damaged, for example when a spring breaks on the electromagnet, and where it continues the pump drive motor is stopped when the piston end position is reached.
The object is achieved according to the invention in that the retaining device is a rod that interacts with the piston rod and limit switch, and the interaction between the electric magnet and the locking rod is such that the magnet suddenly actuates the rod when there is no voltage and brings it into its starting position .
It is advantageous to design the locking rod in the form of two spring-loaded levers forming a lock and a bolt which are articulated to one another, the axis of one of the lock joints being permanently installed in the device housing.
The investigations on the actuating device showed that the locking rod can also be designed in the form of two spring-loaded levers forming a lock, a bolt and an auxiliary lever, all of which are articulated to one another. The axis of one of the lock joints is arranged on the auxiliary lever, which is arranged to be rotatable about a fixed axis. The auxiliary lever axis is installed in the device housing and is offset from the axis of the joint between the lock and the auxiliary lever.
The auxiliary lever is advantageously designed in the form of a rocker arm, at one end of which the magnet armature spring engages and at the other end of which the lock spring engages.
On the piston rod a constriction can be seen in which the bolt engages when the piston is locked.
The latch can be designed as a plate with a bevel at one end and a projection at the other end.
The invention is explained below on some examples Ausfüh with reference to the drawing nah. 1 shows a longitudinal section of the actuating device according to the invention, FIG. 2 a retaining device in the switched-off position, FIG. 3 a retaining device with an auxiliary lever in the switched-off position, FIG. 4 an electrical circuit diagram of the electrohydraulic actuating device, FIG. 5 the retaining device according to FIG. 2 in a switching position, FIG. 6 the retaining device according to FIG. 3 in the working position,
and FIG. 7 shows the same with a broken electromagnetic spring. As the drawing shows, the pump 2 with its drive motor 3 is arranged in the housing 1 (FIG. 1) of the actuating device. In the working cylinder 4, the piston 5 moves with its rod 6. The piston rod has a constriction 7 and a connecting eye B. The latter is used to connect the actuating device to the brake system of the escalator. The retaining device 9 is arranged at the top in the housing 1.
The device 9 consists of two spring-loaded levers and a bolt 12, which are all hinged to the miteinan. The levers together with the spring 11 form the lock 10.
The plate-shaped bolt 12 has a bevel 13 at one end and a nose 14 at the other end. The axis 15 of one of the lock joints is attached to the arm 16 which is attached to the housing cover 17 (FIG. 1) of the actuating device.
The electromagnet 18 with armature 19 and armature spring 20 and the limit switch 21 are located on the cover 17.
According to another embodiment variant, the locking device 9 (FIG. 1) again represents a linkage in which two levers form a lock 10 and actuate the bolt 12. The innovation here is the auxiliary lever 23, on which the axis 24 of one of the locks is arranged to link. The lever 23 rotates around the fixed axis 25 which is attached to the arm 26 attached to the housing cover 17.
The arm 26 has the stop 27 against which the lever 23 with armature spring 28 of the electromagnet 30 is pressed. The axes 24, 25 lie in the same vertical plane, but are offset from one another.
The electrohydraulic actuator described works as follows.
When the starter 31 (FIG. 4) is actuated, the escalator motor 32 and, via limit switches 21 and electromagnets 18, also the pump motor 3 of the actuating device are connected to voltage.
The motor 3 is set in motion and drives the pump 2 (Fig. 1), which in turn pushes the working fluid (oil) into the space under the piston 5. Since the piston 5 is moved together with the rod 6 in the working cylinder. At the same time, the armature 19 (FIG. 5) pulls away from the lock 10 against the resistance of the spring 20. The spring 11 presses the bolt 12 against the piston rod 6 with the aid of the lock 10.
At the moment when the working piston of the loading actuating device reaches its end position, the bolt 12 engages in the constriction 7 of the piston rod 6, the nose 14 of the bolt actuating the limit switch 21 and thus putting the motor 3 out of action. Under the pressure of the spring 11, the lock levers assume their working position in which all the joints of the locking rod are on a straight line with the fixed axis 15. The piston rod 6 is thus locked with certainty in its end position.
If the voltage is switched off, the magnet coil is de-energized and releases the armature 19. This moves upwards under the action of the spring 20, which is stronger than the spring 11, and suddenly actuates the lock 10. As a result, the linkage 10 collapses and the bolt 12 moves out of the constriction 7 of the piston rod 6 . This movement of the bolt is supported by the loading force acting on the piston rod, for example, on the part of the brake system, which is also effective in the direction of movement I of the bolt 12 thanks to the bevel 13.
After the piston rod 6 has been released by the bolt 12, the piston 5 returns to its starting position and the contacts of the limit switch 21 close. The actuating device is thus ready for operation again.
In the variant of the electrohydraulic actuating device according to FIG. 6, the axis 24 remains practically at rest with an intact armature spring 28 and the operation of the locking device is as described above.
However, if the spring 28 of the electromagnet 30 breaks, the force with which the lever 23 is pressed against the stop 27 of the arm 26 disappears. The effective component in the direction of movement of the bolt 12 thanks to the bevel 13 of the external load force acting on the piston rod 6 brings the bolt 12 out of engagement with the constriction 7 of the piston rod 6 by rotating the lever 23 about the axis 25 without the lock rod 10 must bend. In this way, the return movement of the piston 5 together with the rod 6 can be initiated.
The application of the inventive concept, in particular to actuating devices that are constantly under tension, reduces the energy consumption and the space required by the device. In addition, the piston reset time is shortened in all cases, i.e. both in continuous and intermittent operation, since the shutdown of the electric motor when the piston end position is reached and the associated shutdown of the hydraulic pump means the early release of the pressure of the working fluid that counteracts the piston return movement (oil) guarantee.
Of course, other execution forms of the electro-hydraulic Actuate transmission device described are possible within the scope of the invention.
The retaining device can be used not only for an electrohydraulic actuator, but also in similar electromechanical actuators and raids where such a Verrie gelung the linearly reciprocating actuator is required, with the said actuator in his when switching off or failure of the operating voltage Returns to the starting position.