DE1036982B - Pneumatisch wirkende Vorrichtung zum Erzeugen einer Bewegung mit Mitteln zur Umsteuerung der Bewegungsrichtung fuer die Steuerung elektrischer Schaltgeraete - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine pneumatisch wirkende Vorrichtung zum Erzeugen einer Bewegung mit Mitteln zur Umsteuerung der Bewegungsrichtung für die Steuerung elektrischer Schaltgeräte, wobei die Umsteuerung selbsttätig zu Beginn oder während der Hinbewegung unabhängig von der Zeitdauer eines Betätigungsimpulses eingeleitet wird, durch welchen Druckmittel in einen Steuerraum über dem als Kolben od. dgl. ausgebildeten Bewegungsorgan einströmt.

Bei bekannten Vorrichtungen ähnlicher Art erfolgt die Umsteuerung der Bewegungsrichtung und die Rückführung des Bewegungsorgans nicht so schnell, wie es im allgemeinen gefordert wird. Vorrichtungen dieser bekannten Art sind daher für manche Zwecke nur schlecht oder garnicht geeignet.

Zweck der Erfindung ist es, eine pneumatische Vorrichtung zu schaffen, bei der die Umsteuerung schlagartig erfolgt und das Bewegungsorgan bei der Rückbewegung von Anfang an eine große Beschleunigung erhält. Die Umsteuerung selbst wird jedoch bereits zu Beginn oder während der Dauer der Hinbewegung des Bewegungsorgans eingeleitet. Der Zeitpunkt des plötzlichen Entlüftens des Steuerraumes über dem Bewegungsorgan zum Zwecke der Rückführung desselben erfolgt zu einem vorbestimmten Zeitpunkt, der am Gerät eingestellt werden kann.

Eine derartige Vorrichtung eignet sich für die Steuerung verschiedenster elektrischer Schaltgeräte, bei denen nach einer Schaltbewegung selbsttätig eine Umschaltung erfolgen soll.

Gemäß der Erfindung wird der geschilderte Vorteil einer schlagartigen Umsteuerung eines Schalt- oder Bewegungsorgans dadurch erreicht, daß die Rückführung des Bewegungsorgans durch Entlüften des Steuerraumes erfolgt, in der Weise, daß das Druckmittel über eine einstellbare Drossel einer Steuervorrichtung zuströmt, die im letzten Teil ihres Hubes eine schlagartige Öffnung eines dem Steuerraum zugeordneten Entlüftungsventils herbeiführt. Die Steuervorrichtung besteht hierbei aus einem in einem Verzögerungsraum angeordneten Differentialkolben, dessen eine Seite mit dem Steuerraum in Verbindung steht, während auf seine andere Seite das über die Drossel in den Verzögerungsraum einströmende Druckmittel wirkt. Zweckmäßig weist der Differentialkolben ein Gestänge auf, das mit einem von einer Kommandoeinrichtung betätigten und ein Belüftungsventil steuerndes Übertragungsstück in Wirkverbindung steht. Dieses Übertragungsstück ist mit einem Ansatz versehen, der in der letzten Phase des Hubes der Steuervorrichtung mit dem Entlüftungsventil zusammenwirkt und eine plötzliche Entlüftung des Steuerraumes herbeiführt.

Pneumatisch wirkende Vorrichtung

zum Erzeugen einer Bewegung mit Mitteln zur Umsteuerung der Bewegungsrichtung für die Steuerung elektrischer Schaltgeräte

Anmelder:

Voigt & Haeffner Aktiengesellschaft,
Frankfurt/M., Hanauer Landstr. 142-172

Werner Haney, Salmünster (Kr. Schlüctitern),
ist als· Erfinder genannt worden

Im folgenden soll die effindungsgemäße Vorrichtung in Anwendung bei einer Fortschalteinrichtung eines mit Druckluft angetriebenen Leistungsschalters

^a5 an Hand der Zeichnung erläutert werden. Das Bewegungsorgan steuert in diesem Fall das Ventil für die Luftzuführung zum Antriebskolben des Schalters.

In dem Gehäuse 1 ist das Bewegungsorgan 2 angeordnet, das auf der einen Seite als Kolben 3 ausgebildet ist. Dieser Kolben 3 ist zwecks besserer Abdichtung mit einer Membran 4 versehen. Das andere Ende des als Stange ausgebildeten Bewegungsorgans 2 trägt einen Ventilteller 5. Über dem Kolben 3 befindet sich der Steuerraum 6, der über ein Rückschlagventil 7 mit einer Leitung 8 in Verbindung steht. Ferner ist am Steuerraum 6 das Entlüftungsventil 9 angebracht. Über eine Leitung 10 und das Belüftungsventil 11 kann Druckluft in den Steuerraum 6 einströmen. In dem Verzögerungsraum 12 befindet sich die Steuervorrichtung 13, die aus einem Differentialkolben 14 besteht, der zweckmäßig als Doppelmembran 15 ausgebildet ist. Ein Gestänge 16, das mit dem Differentialkolben 14 verbunden ist, greift mit einem Zapfen 17 in ein Langloch 18 eines Übertragungsstückes 19. Dieses Übertragungsstück 19 ist über ein Gelenk mit dem Ventilstößel 20 des Belüftungsventils 11 verbunden. Am anderen Ende weist dieses Gelenkstück 19 einen Ansatz 21 auf, der mit dem Ventilstößel 22 des Entlüftungsventils 9 zusammenwirkt. Außerdem besitzt das Gelenkstück 19 eine Nase 23, auf die das eine Ende 24 eines doppelarmigen Hebels 25 einwirkt. Auf das andere Ende 26 des doppelarmigen Hebels 25 wirkt die Kommandoeinrichtung, die beispielsweise aus einem Elektromagneten 27

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Claims (6)

und dem Anker 28 besteht, jedoch auch von Hand betätigt werden kann. · Der Verzögerungsraum 12 ist über eine einstellbare drossel 29 und.~ein{r Leitung30" mit "Xiem Raum'31" unterhalb des .Kolbens 3 verbunden, der durch- einen Kanal 32 mit dem Raum unterhalb des Antriebskolbens 33 in Verbindung steht. Der Antriebskolben 33 ist abgebrochen gezeichnet. Der Raum 31 ist mit öffnungen 34 versehen, die vom Kolben 3 verschlossen werden können. Die Druckluftzuführung erfolgt durch die Leitung 35. Auf den am Bewegungsorgan 2 angebrachten Ventilteller 5 wirkt der Druck der Antriebsluft und zusätzlich der Druck einer Feder 36. Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende: Ohne näher auf den Zweck einer pneumatischen Fortschalteinrichtung einzugehen, sei hier nur kurz die Wirkungsweise, soweit sie für den Erfindungsgegenstand von Belang ist, erläutert. Auf die Ausschaltung eines Leistungsschalters bei einem Kurzschluß soll eine plötzliche Wiedereinschaltung erfolgen und erst dann, wenn die Kurzschlußursache noch besteht, soll der Schalter' endgültig ausgeschaltet werden. Dieser zweite Ausschaltimpuls erfolgt nach äußerst kurzer Zeit der Wiedereinschaltung, d. h., der Antriebskolben 33, der mittels Druckluft nach oben bewegt wird und so die Wiedereinschaltung betätigt, muß innerhalb weniger Millisekunden sich wieder nach unten bewegen können. Dies setzt voraus, daß der Raum unterhalb des Kolbens 33 schlagartig entlüftet wird, nachdem erst noch Druckluft den Antriebskolben 33 jnach oben getrieben hat. Dieses Problem der plötzlichen Entlüftung des Raumes unterhalb des Antriebskolbens 33 wird zweckmäßig durch die erfindungsgemäße Vorrichtung, die hier den Ventilteller 5 steuert, bewirkt. Wird der Schalter ausgeschaltet, so geht der Kolben 33 nach unten. Die Luft kann über den Kanal 32 und den Raum 31 durch die öffnungen 34 entweichen. In diesem Augenblick oder bereits während des Niederganges des Antriebskolbens 33 erfolgt ein Impuls durch die Kommandoeinrichtung 27, 28, durch den die Wiedereinschaltung eingeleitet wird. Der Anker 28 trifft hierbei auf den Doppelhebel 25, dessen Arm 24 auf die Nase 23 des Übertragungsstückes 19 trifft und dieses nach rechts bewegt, so daß das Belüftungsventil 11 geöffnet wird. Nun strömt Druckluft über die Leitung 35, die Leitung 10, das Ventil 11, die Leitung 8 und das Rückschlagventil 7 in den Steuerraum 6 und drückt den Kolben 3 nach unten, wodurch das Ventil 5 geöffnet wird. Gleichzeitig werden die öffnungen 34 im Raum 31 geschlossen. Nun strömt Druckluft aus der Leitung 35 über den Kanal 32 auf die Unterseite des Antriebskolbens 33, so daß dieser eine Aufwärtsbewegung ausführt und den Schalter einschaltet. Während dieser Aufwärtsbewegung wird die Steuervorrichtung 13 bereits beeinflußt, die im richtigen Augenblick eine schlagartige Entlüftung des Raumes 6 durch das Entlüftungsventil 9 herbeiführt. Der Zeitpunkt dieser Entlüftung erfolgt unabhängig von der Dauer des Betätigungsimpulses. Durch die Leitung 30 strömt während der Aufwärtsbewegung des Antriebskolbens 33 Druckluft über die einstellbare Drossel 29 in den Verzögerungsraum 12 und wirkt auf eine Seite der Doppelmembran 15. Die andere Seite der Doppelmembran 15 steht mit dem Steuerraum 6 in Verbindung. Die Doppelmembran 15 bewegt sich bei Druckanstieg im Verzögerungsraum 12 nach unten und nimmt mit dem Gestänge 16 das Übertragungsglied 19 mit. Dieses gleitet mit der Nase 23 bei der Abwärtsbewegung von dem Arm 24 des Hebels 25 ab, so daß sich bei noch bestehendem Betätigungsimpuls das Belüftungsventil 11 durch die Ventilfeder 37 schließt. Die Druckluftzufuhr zum Steuerraum 6 hört also auf. Die Doppelmembran 15 wird bei -5 anfänglich- langsamer Bewegung schnell in die Endstellung springen, da der Druck im Raum 12 ständig zunimmt und den Druck auf der Unterseite der Doppelmembran 15 überwindet. In der letzten Phase dieser Bewegung trifft der Ansatz 21 am Gelenkstück ίο 19 auf den Ventilstößel 22 und führt ein plötzliches öffnen des Entlüftungsventils 9 herbei. In diesem Augenblick wird schlagartig das Bewegungsorgan 2 infolge der Strömung der Druckluft in der Leitung 35 und des Druckes der Feder 36 auf den Ventilteller 5 *5 nach oben bewegt. Es erfolgt also eine plötzliche Schließung des Ventils 5 und eine rasche Entlüftung des Raumes 31 durch die Entlüftungsöffnungen 34. Der Antriebskolben 33 ist also zu dem gewünschten Zeitpunkt bereit, seine Bewegungsrichtung zu ändern, so ohne daß er hierbei auf einen Widerstand durch die Antriebsdruckluft stößt. Da diese Ausschaltung die endgültige ist, so verbleibt der Antriebskolben 33 in dieser Stellung, bis nach Beseitigung der Kurzschlußursache ein erneuter Betätigungsimpuls durch die Kommandoeinrichtung 27, 28 erfolgt. Das Bewegungsorgan 2 kann jedoch auch, wie bereits geschildert, ein Schaltelement darstellen, das mit Kontakten versehen ist oder auf ein derartiges Schaltelement einwirkt. Die Möglichkeit der Anwendung dieser pneumatischen Umsteuervorrichtung ist keineswegs auf das beschriebene Beispiel beschränkt. P α τ ε ν τ a N s μ R ί · c: n ε :

1. Pneumatisch wirkende Vorrichtung zum Erzeugen einer Bewegung mit Mitteln zur Umsteuerung der Bewegungsrichtung für die Steuerung elektrischer Schaltgeräte, wobei die Umsteuerung selbsttätig zu Beginn oder während der Hinbewegung unabhängig von der Zeitdauer eines Betätigungsimpulses eingeleitet wird, durch welchen ein Druckmittel in einen Steuerraum über dem als Kolben od. dgl. ausgebildeten Bewegungsorgan einströmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführung des Bewegungsorgans (2) durch Entlüften des Steuerraumes (6) erfolgt, in der Weise, daß das Druckmittel über eine einstellbare Drossel (29) einer Steuervorrichtung (13) zuströmt, die im letzten Teil ihres Hubes eine schlagartige öffnung eines dem Steuerraum (6) zugeordneten Entlüftungsventils (9) herbeiführt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (13) aus einem in einem Verzögerungsraum (12) angeordneten Differentialkolben (14) besteht, dessen eine Seite mit dem Steuerraum (6) in Verbindung steht, während auf seine andere Seite das über die Drossel (29) in den Verzögerungsraum (12) einströmende Druckmittel wirkt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialkolben (14) ein Gestänge (16) aufweist, das mit einem von einer Kommandoeinrichtung (27, 28) betätigten und ein Belüftungsventil (11) steuernden Übertragungsstück (19) in Wirkverbindung steht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsstück (19) mit einem Ansatz (21) versehen ist, der in der letzten Phase des Hubes der Steuervorrichtung

(13) mit dem Entlüftungsventil (9) zusammen-

wirkt, das zur plötzlichen Entlüftung des Steuerraumes (6) dient.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsstück (19) zwecks Öffnung und Schließung des Belüftungs-

ventils (11) quer zum Gestänge (16) verschiebbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialkolben (14) als Doppelmembran (15) ausgebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen