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Vorrichtung zum Entriegeln eines durch Flüssigkeitsdruck entgegen
einer Rückholkraft in eine vorgegebene Stellung gebrachten und in dieser Stellung
gehaltenen Kolbens eines hydraulischen Druckzylinders Die Erfindung betrifft eine
Vorrichtung zum Entriegeln eines durch Flüssigkeitsdruck entgegen einer Rückholkraft
in eine vorgegebene Stellung gebrachten und in dieser Stellung gehaltenen Kolbens
eines hydraulischen Druckzylinders, der außerdem durch eine zusätzliche, vom Flüssigkeitsdruck
unabhängige mechanische Verriegelungsvorrichtung in der angegebenen Stellung gehalten
wird.
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Es gibt Anlagen, in denen ein ständig der Einwirkung einer Rückholkraft,
etwa einer Feder, der Schwerkraft usw., ausgesetzter Kolben eines hydraulischen
Druckzylinders verhüten muß, -daß diese Kraft wirksam wird, solange nicht die Wegnahme
des Druckes aus dem Druckzylinder diese Kraft freigibt. Dabei erfordert das Festhalten
des Kolbens entgegen der Einwirkung der Rückholkraft die Aufrechterhaltung eines
geeigneten hydraulischen Druckes in dem Druckzylinder. Die geringste Undichtigkeit,
die diesen Druck abfallen läßt, gefährdet aber das Halten des Kolbens und kann einen
unerwünschten Rücklauf des Kolbens hervorrufen, selbst dann, wenn aus dem Druckzylinder
nicht der Druck abgelassen wird.
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Ein solches unerwünschtes Arbeiten des Kolbens bzw. des ihm gegenüber
beweglichen Druckzylinders ist immer gefährlich und kann bei gewissen Anwendungen
zu ernsten Zwischenfällen führen. Das gilt insbesondere für die Steuerung von Schaltern,
bei denen das Einschalten des Schalters von einer Einschaltfeder vorgenommen wird,
deren Spannen und Halten in gespannter Stellung durch einen hydraulischen Druckzylinder
bewirkt wird, indem ein schneller Druckabfall die Feder freigibt und das Einschalten
hervorruft. Unter diesen Verhältnissen kann selbst eine begrenzte, den in dem Druckzylinder
herrschenden hydraulischen Haltedruck beeinträchtigende Undichtigkeit ein unvermutetes
Einschalten des Schalters hervorrufen oder, was noch schlimmer ist, eine Annäherung
der Kontakte verursachen, so daß ein Lichtbogen ohne vollständiges Einschalten des
Schalters entsteht.
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Außerdem ist es unerläßlich, eine Sicherheitsvorrichtungvorzusehen,
:die unbedingt jedes unerwünschte Arbeiten des Druckzylinders unter der Einwirkung
der Rückholkraft verhiitet, wobei es jedoch wesentlich ist, daß die Sicherheitsvorrichtung
automatisch außer Kraft gesetzt wird, wenn aus dem Druckzylinder :der Druck weggenommen
wird, wenn man also die Anlage normal arbeiten lassen will.
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Es sind bereits Verriegelungsvorrichtungen für die Kolben von Druckflüssigkeitszylindern
bekannt, bei denen zur Verriegelung des Kolbens und zu seiner Entriegelung zwei
getrennte Bedienungsorgane betätigt werden müssen und bei denen eine mechanische
Verriegelung nur in einer Bewegungsrichtung des Kolbens erzielt wird.
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Ein Ablassen der Druckflüssigkeit aus dem Zylinderraum konnte dabei
nicht zu einem Ausheben des mechanischen Verriegelungsmittels führen. Die bekannte
Vorrichtung war deshalb umständlich und wenig betriebssicher in ihrer Anwendung.
Die gleiche Feststellung gilt für ähnliche andere bekannte Verriegelungsvorrichtungen,
bei denen das Entriegeln :des Kolbens ebenfalls durch gesonderte Druckzufuhr zu
einem das mechanische Verriegelungsmittel betätigenden Hilfszylinder bewirkt wurde
und nicht im Zusammenhang mit dem Absenken des Druckes unter dem Kolben in Verbindung
stand.
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Durch die Erfindung werden die vorerwähnten Nachteile der bekannten
Entriegelungsvorrichtungen in einfacher und betriebssicherer Weise beseitigt. Dies
geschieht erfindungsgemäß :dadurch, daß die Entriegelungsvorrichtung in an sich
bekannter Weise aus einem mit der Verriegelungsvorrichtung zusammenwirkenden Hilfszylinder
besteht, der vermittels einer ventilgesteuerten Leitung so am Hauptzylinder angeschlossen
ist, daß das Ablassen des Druckes aus dem Hauptzylinder zuerst das Lösen der Verriegelungsvorrichtung
durch den Hilfszylinder und dann den Auslaß der Druckflüssigkeit aus dem Hauptzylinder
bewirkt.
Die Erfindung ist durch die nachstehende Beschreibung des
in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt Fig.
1 eine schematische Ansicht einer Einrichtung, die aus einem ständig unter der Einwirkung
einer Rückholkraft stehenden Hauptdruckzylinder und einer erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung
besteht, die die Freigabe dieser Rückholkraft verhindert, solange der Druck aus
dem Hauptdruckzylinder nicht abgelassen wird, und Fig.2 eine Ansicht eines schematischen,
axialen Längsschnittes einer abgeänderten Bauweise des Hilfszylinders und der Druckablaßorgane
für die beiden Druckzylinder.
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In dem allgemeinen Schema nach Fig. 1 ist mit 1 ein hydraulischer
Druckzylinder bezeichnet, dessen Kolben 2 eine von einer mit der Stange 5 dieses
Kolbens fest verbundenen Platte 4 getragene Last 3 angehoben hat. Der Druckzylinder
1 wird von einer Druckflüssigkeitsquelle 31 aus durch Betätigung eines Einlaßventils
6 gespeist. Der Hub der Kolbenstange 5 des Druckzylinders gegen die Wirkung der
Last 3 wird durch Anschläge 7 begrenzt.
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In dieser Ausführungsform weist eine auf Gleitflächen 10 verschiebbar
angebrachte Verriegelung ein ovales Loch 9 auf, durch das hindurch die Kolbenstange
5 des Druckzylinders 1 geht. Die Kolbenstange hat einen Abschnitt 11 mit kleinerem
Durchmesser, der sich gegenüber der Verriegelung 8 befindet, wenn der Kolben 2 nahe
seinem Hubende ist, so daß die Verriegelung 8 unter der Wirkung einer sich gegen
einen festen Anschlag 13 abstützenden Druckfeder 12 die Kolbenstange 5 verriegelt,
indem sie sich automatisch in den .durch den Abschnitt verringerten Durchmessers
gebildeten Einschnitt setzt.
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Die Entriegelung wird durch die Kolbenstange 14 des Kolbens 15 eines
Hilfszylinders 16 gesteuert, der vom Druckablaßventil 18 aus durch eine Leitung
17 mit Druckflüssigkeit beschickt werden kann. Das Druckablaßventil 18 ist durch
eine Leitung 19 mit dem Druckzylinder 1 verbunden. Die Ventilkugel 20 dieses Ventils
arbeitet mit einem Sitz 21 zusammen, der zwischen die mit dem Hauptdruckzylinder
verbundene Leitung 19 und die mit dem Hilfszylinder verbundene Leitung 17 eingeschaltet
ist. Auf der gleichen Seite des Ventilsitzes 21 wie die Leitung 17 ist eine weitere
Leitung 22 vorgesehen, die das Ventil 18 mit einem Behälter 23 verbindet.
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Außerdem verbindet eine Leitung 24 den Zylinder 16 mit dem Behälter
23. Diese Verbindung zwischen 17 und 24 ist durch den Kolben 15 unterbrochen, wenn
dieser sich nicht in der Entriegelungsstellung befindet.
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Die Ventilkugel 20 wird durch einen in einem Gleitstück 26 angebrachten
Stöße125 betätigt. Der Stößel 25 ist mit dem Tauchkern 27 eines Elektromagneten
28 fest verbunden, und das Ganze wird mittels einer Feder 29 in die in Fig. 1 dargestellte
Ruhestellung gedrückt. Die Anordnung des Ventils 18 ist so, daß die Ventilkugel
20 angehoben wird, wenn der Elektromagnet 28 erregt wird, während das Gleitstück
26 die Leitung 22 verschließt.
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Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist folgende: Wenn
man bei geschlossenem Ablaßventil 18 das Einlaßventil 6 öffnet, wird der Druckzylinder
1 unter Druck gesetzt, so daß die Stange 5 seines Kolbens 2 die Last 3 anhebt, bis
der Kolben gegen die Anschläge 7 läuft. Kurz bevor der Kolben die Anschläge erreicht,
setzt sich die Verriegelung 8 in den Einschnitt der Kolbenstange5. Wenn der Druck
im Druckzylinder 1 aus einem unerwarteten Grund zu fallen anfängt, obwohl. das Druckablaßventil18
nicht betätigt wurde, so hält die Verriegelung 8 die Last 3 in ihrer oberen Lage.
Wenn dagegen der Elektromagnet 28 erregt wird, öffnet sich das Kugelventil 20, und
der Hauptdruckzylinder 1 wird über die Leitungen 19 und 17 mit dem Hilfszylinder
16 in Verbindung gebracht, während die Leitung 22 unterbrochen wird. Unter diesen
Bedingungen wird der Hilfszylinder 16 unter Druck gesetzt und löst die Verriegelung
8, indem die Feder 12 zusammengedrückt wird. Dann gibt der Kolben 15 bei Fortsetzung
seines Hubweges die Verbindung zwischen der Leitung 17 und dem Behälter 23 über
die Leitung 24 frei. Von da an wird aus dem Hauptdruckzylinder 1 der Druck abgelassen,
so daß die Last 3 den Kolben 2 abwärts drückt.
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In Ruhestellung des Ventils 18 wird im Fall einer Undichtheit des
Kugelventils 20 die aus dem Druckzylinder 1 kommende Flüssigkeit über die Leitung
22 in den Behälter 23 geführt, und es besteht somit keine Gefahr, daß ein unerwünschtes
Arbeiten des Hilfszylinders 16 hervorgerufen wird.
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In Fig.2 ist eine zweckmäßige Bauart des Hilfszylinders 16 gezeigt.
In diesem Beispiel weist der Kolben 15 eine Platte 32 auf, die einen Stößel 33 trägt,
der bei Betätigung des Kolbens 15 eine Ventilkugel 34 anhebt, die zum Ablassen des
Druckes aus dem Hauptdruckzylinder in der später beschriebenen Weise dient. Ferner
istdie Platte 32 durch Stifte 35 mit einer Gleitscheibe 36 verbunden, die in einem
mit dem Stift 14 fest verbundenen Mantel 37 angebracht ist, der die Entriegelung
der Verriegelung 11 bewirkt. Zwischen dem Boden des Mantels 37 und der Gleitscheibe
36 ist eine kraftbegrenzende Feder 38 eingesetzt, so daß die Verriegelung 8 nur
mit einer vorbestimmten Kraft betätigt werden kann. Dies hat den Zweck, ein positives
Öffnen der Verriegelung durch Überwindung der Reibungskräfte zu verhindern, was
beispielsweise durch eine Undichtigkeit der Anlage, die die Wirkung der unter Belastung
stehenden Stange auf die Verriegelung bestimmt, vorkommen könnte. Bei der in Fig.
2 dargestellten Bauweise ist der Kolben 2 durch eine auf Druck arbeitende Feder
39, die beispielsweise die Einschaltfeder einer Steuervorrichtung für Trennschalter
sein kann, belastet.
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Die Arbeitsweise ist folgende: Beim Öffnen des Ablaßventils 18 durch
Erregung des Elektromagneten 28 in der oben beschriebenen Weise wird der Hilfszylinder
16 vom Hauptdruckzylinder aus über die Leitungen 19 und 17 mit unter Druck stehender
Flüssigkeit beschickt. Der Kolben 15 bewegt sich dann nach links, wodurch zuerst
über die Stifte 35, den Mantel 37, den Stößel 14 und die Kraftbegrenzungsfeder 38
die Entriegelung erfolgt und danach der Stößel 33
beginnt, die Ventilkugel
34 abzuheben. Von da an wird,der Druck aus dem HauptdruCkzylinder über die Leitung
19, über eine von dieser abgehende Abzweigung 19a und über eine Ablaßleitung 24a
abgelassen.