DE1099616B - Durch Druckfluessigkeit betaetigter Fluegelantrieb, insbesondere fuer elektrische Schaltgeraete - Google Patents

Description

• Durch Druckflüssigkeit betätigter Flügelantrieb, insbesondere für elektrische Schaltgeräte Die Erfindung bezieht sich auf einen Flügelantrieb, insbesondere für elektrische Schaltgeräte, d. h. auf einen Antrieb '. bei welchem ein Flügel zur begrenzten Winkelbewegung in einer mit Flüssigkeit gefüllten Flügelkammer durch Zufuhr von Druckflüssigkeit züi dieser auf die eine oder #die andere Seite des Flügels je nach der gewünschten Bewegungsrichtung angeordnet ist, wobei eine entsprechende Flüssigkeitsmenge gleichzeitig von der entgegengesetzten Seite des Flügels verdrängt wird. Dieser Antrieb wird nachstehend als »Flügel#antrieb der erwähnten Art« bezeichnet.
• Der erfindungsgemäße Flügelantrieb,der erwähnten Art weist eine erste und eine zweite Flüssigkeitszuf uhrkammer auf sowie eine richtungssteuernde Ventileinrichtung, die normalerweise so angeordnet ist, daß sie beide Zufuhrkammern mit der Außenluft und die eine oder die andere dieser Kammern mit einer Gas.-druckquelle je nach der gewünschten Bewegungsrichtung des Flügels verbindet, ferner eine Flüssigkeitsausgleichskammer, die ständig mit der Außenluft verbunden ist, eine auf Flüssigkeitsdruck ansprechende Ventileinrichtur 'g' welche die letzterwähnte Kammer normalerweise mit beiden Zufuhrkammern verbindet, wobei die letzterwähnte Ventileinrichtung so angeordnet ist, daß sie die Ausgleichskammer selbsttätig von der jeweils unter Druck stehenden Zufuhrkammer abdichtet, und eineVentileinrichtung zur Bewegungssteuerung für die Verbindung der Zufuhrkammern mit entgegengesetzten Seiten des Flügels, so daß Druckflüssigkeit der einen Seite des Flügels aus der unter Druck stehenden Zufuhrkammer zugeführt und im wesentlichen gleichzeitig vonder anderen Seite,des Flügels zur nicht unter Druck stehenden Zufuhrkammer abgelassen werden kann.
• Es sind zwar bereits hydraulisch betätigte Flügelantriebe bekannt. Die Erfindung unterscheidet sich jedoch grundlegend von den bekannten Einrichtungen dadurch, daß der Antrieb, ider den Flügel in der Flügelkammer bewegt, zwar durch eine Flüssigkeit veranlaßt wird, aber als Antriebskraft komprimiertes Gas dient.
• Einige sehr wichtige Vorteile folgern aus diesem wesentlichen Unterschied. Erstens wird -der Vorteil, den eine hydraulische Betätigung des Flügels bildet, nämlich eine präzise Flügeleinstellung, beibehalten, wobei die Flügelkammer vollkommen mit Flüssigkeit gefüllt ist, ohnedaß einegesonderteDruckflüssigkeitsquelle vorzusehen tist. Der Antrieb kanndeshalb überall dort verwendet werden, wo ein Druckluftanschluß zur Verfügung steht.
• Ein zweiter Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß bei der Einrichtung in Ruhestellung die Kammern stets untereinander in Verbindung stehen und sich deshalb der Flüssigkeitsspiegel ausgleichen kann und daß außerdem die Kammern stets mit dem. äußeren Luftdruck in Verbindung stehen. Dadurch wird es möglich, Ölverluste an irdeneiner Stelle des Antriebes auszugleichen, und zwar dadurch, daß man die untereinander und mit dem äußeren Luftdruck in Verbindung stehenden Kammern auffüllt. Im Gegensatz zu der bekannten Einrichtung braucht keine ölrückführungsleitung vorgesehen zu werden, welche nach einer Ölwanne führt, wie dies normalerweise bei den bekannten Einrichtungen dieser Antriebe erforderlich ist.
• Schließlich brauchen außer den zwei Ventileinrichtungen zur Bewegungssteuerung innerhalb des Antriebs keine weiteren äußeren Flüssigkeitsventile angeordnet zu werden, und es sind keine Flüssigkeitsleitungen nach einer äußeren Druckflüssigkeitsquelle erforderlich.
• Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung weist die Ventileinrichtung zur Steuerung (der Bewegung gesonderte normalerweise geschlossene Ventile auf, die zwischen jeder Flüssigkeitszufuhrkammer und der Flügelkammer auf entgegengesetzten Seiten des Flügels angeordnet sind, wobei Ventilbetäti#gungsmittel vorgesehen sind, um die Ventife im wesentlichen gleichzeitig zu öffnen.
• Gemäß einem weiteren bevorzugten Merkmal der Erfindung umfassen die Ventilbetätigungsmittel für jedes Ventil eine biegsame Membran, die so angeordnet ist, daß sie das Ventil in seine Offenstellung bewegt, wenn auf die Membran ein Druck ausgeübt wird, wobei elektromagnetisch betätigbare Steuerventile zur Steuerung der Druckausübung auf die .Membranen vorgesehen sind.
• Gemäß einem weiteren bevorzugten Merkmal der Erfindung siiyd Stellungssteuerorgane vorgesehen, %velche dazu dienen, den Flügel in irgendeiner Anzahl von bestimmten Winkelstellungen zu halten.
• Durch das Vorhandensein von --Stellungssteuerorganen ist der Antrieb gemäß der Erfindung besonders zur Anwendung für die Steuerung eines Schaltgerätes geeignet, beispielsweise für einen Steuerschalter, damit mit diesem- -eine bestimmte Folge von Schaltvorgängen ausgeführt werden kann. Beispielsweise kann der Antrieb zur Betätigung des Steuerschalters eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs verwendet werden, in welchem Falle die Ventileinrichtung zur Steuerung der Bewegung durch ein Stromrelais in der Speiseleitung gesteuert werden kann, um eine selbsttätige Beschleunigung des Fahrzeugs herbeizuführen.
• Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform des Antriebs gemäß der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieb-en, welche einen Querschnitt durch:den Antrieb darstellt.
• Der in der Zeichnung dargestellte Antrieb weist ein Gehäuse 10 auf, das in drei Ölkammern 11, 12 und 13 und in eine Flügelkammer 14 unterteilt ist, in welch letzterer ein schwenkbarer Flügel 15 auf einer Antriehswelle 16 angeordnet ist.
• Die Ölkammern 11 und 12, welche nachstehend als Ölzufuhrkammern bezeichnet werden, sind mit der Flügelkammer 14 auf entgegengesetzten Seiten einer Trennwand 17 durch Kanäle 18 und 19 verbunden. Unter statischen Bedingungen sind die Ölzufuhrkammern 11 und 12 von der Flügelkammer 14 durch normalerweise geschlossene Tellerventile 20 und 21 abgedichtet. Die Kammer 13, die nachstehend als Ausgleichskammer bezeichnet wird, steht über einen Fülltrichter 22 ständig mit der Außenluft in Verbindung. Unter statischen Bedingungen nimmt ein Tellerdoppelventil 23 die in der Zeichnung gezeigte Stellung ein, bei welcher dieAusgleichskammer mit den beiden Ölzufuhrkammern verbunden ist. Die Flügelkammer 14 und die Kanäle 18 und 19 sind völlig mit ,Öl gefüllt, während die Kammern 11, 12 und 13 annähernd bis zu dem gezeigten Niveau gefüllt Gin,d.
• Die özufuhrkammern 11 und 12 sind mit elektromagnetisch betätigbaren »Vorwärts«- und »Rückwärts«-Ventilen 24 und 25 versehen. Wenn sich diese beiden Ventile in ihrem nicht erregten Zustand befinden, stehen beide ölzufuhrkammern mit der Außenluft in Verbindung. Wenn das »Vorwärte(c-Ventil 24 erregt ist, ist die Ölzufuhrkammer 11 mit einem Druckluftbehälter 26 verbunden, während, wenn das »Rückwärts«-Ventil 25 erregt ist, die ölzufuhrkammer 12 mit dem Druckluftbehälter 26 verbunden ist. Die normalerweise geschlossenen Ventile 20 und 21 werden durch das Erregen eines elektromagnetisch betätigbaren Steuerventils 27 gleichzeitig geöffnet, wodurch biegsame in Kammern 30 und 31 angeordnete Membranen 28 und 29 mit dem Druckluftbehälter 26 verbunden werden. Wenn den letzterwähnten Kammern Druckluft zugeführt wird, biegen sich die Membranen durch, so daß die Ventile gegen die Kraft der Rückstellfedern 32 nach unten gedrückt werden.
• Das Steuerventil 27 ist über Kontakte 33 mit einer Stromquelle, die in der Zeichnung als Batterie 34 dargestellt ist, verbunden. Parallel zu den Kontakten 33 ist ein Schalter 35 geschaltet, der durch eine auf der Flügelwelle 16 angeordnete Nockenscheibe 36 betätigt werden kann.
• Aus dem Vorangehenden ergibt sich, daß, wenn z. B. das »Vorwärts«-Ventil 24 erregt wird, der Olzufuhrkammer 11 Druckluft zugeführt wind. Wie sich aus der Zeichnung ergibt, wird durch den inder Kammer 11 auf diese Weise entstehenden Druck das Tellerdoppelventil 23 nach rechts bewegt, wodurch diese gegen die Ausgleichskammer 13 abgedichtet wird. Wenn nun die Kontakte 33 geschlossen werden, wird das Steuerventil 27 so betätigt, daß die Membranen 28 und 29 mit dem Druckluftbehälter 26 verbunden werden, was zur Folge hat, daß die Ventile 20 und 21 sich öffnen. Durchden sich inder Ölzufuhrkammer 11 aufbauenden Luftdruck wird Öl aus -dieser durch den Kanal 18,in die Flügelkammer 14 verdrängt, was eine Bewegung des Flügels 15 im Uhrzeigersinn zur Folge hat. Gleichzeitig wird Öl aus der Flügelkümmer durch den Kanal 19 in die Ölzufuhrkammer 12 verdrängt.
• Der nockenbetätigte Schalter 35 dient dazu, sicherzustellen, daß der Flügel 15 in irgendeiner -einer Anzahl bestimmter Winkelstellungen zum Stillstand gebracht werden kann. Wenn z. B. die Kontakte 33 geöffnet werden, wird der Stromkreis, in dem sich das Steuerventil 27 befindet, nicht unterbrochen, wenn nicht und bis der Schalter 35 durch,die Nockenscheibe 36 geöffnet wird. Wenn daher die Kontakte 33 bei geschlossenem Schalter 35 geöffnet werden, setzt der Flügel seine Bewegung fort, bis der Schalter 35 durch die Nockenscheibe geöffnet wird. In Fällen, in denen diese Stellungssteuerung nicht erforderlich ist, können die Nockenscheibe 36 und der Schalter 35 weggelassen werden.
• Der Antrieb arbeitet in genau der gleichen Weise, wenn das »Rückwärts«-Ventil 25 erregt wird, jedoch wird in diesem Falle, wenn das Steuerventil 27 betätigt wird, Öl unter Druck aus der Ölzufuhrkammer 12 der Flügelkamm-er 14 zugeführt, was eine Drehung des Flügels entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn zur Folge hat.
• Uni sicherzustellen, daß an den Schäften der Ventile 20 und 21 leckendes Öl zur Ausgleichskammer zurückgeführt wird, sind im Gehäuse Kanäle 37 und 38 ausgebildet. Ein weiterer Kanal 39 dient dazu, an den Lagernder Welle 16 leckendes Öl zur Ausgleichskammer 13 zurückzuführen.
• Wenn der Antrieb zur Steuerung eines Steuerschalters in einem elektrisch betriebenen Fahrzeug verwendet wird, können die Kontakte 33 die Kontakte eines Stromrelais im Motorstromkreis bilden, womit eine selbsttätige Beschleunigung des Fahrzeugs er-zielt wird.

Claims (2)

1. PATENTANSPRüCHE: 1. Durch Druckflüssigkeit betätigter Flügelantrieb, insbesondere für elektrische Schaltgeräte, bei welchem ein Flü,-el zur begrenzten Winkelbewegung in einer flüssigkeitsgefüllten Flügelkammer durch Zufuhr von Druckflüssigkeit zu ,dieser auf die eine oder andere Seite des Flügels, je nach der gewünschten Bewegungsrichtung, angeordnet ist, wobei gleichzeitig eine entsprechende Flüssigkeitsmenge von der entgegengesetzten Seite des Flügels verdrängt wird, gekennzcichnet durch eine erste und eine zweite Flüssigkeitszufuhrkammer (11, 12), eine richtungssteuernde Ventileinr,ichtung (24, 25), die normalerweise so angeordnet ist, daß sie beide Zufuhrkammern mit ,der Außenluft und die eine oder die andere dieser Kammern mit einer Gasdruckquelle (26) je nach der gewünschten Bewegungsrichtung des Flügels (15) verbindet, eine Flüssigkeitsausgleichskammer (13), die ständig mit der Außenluft verbunden ist, eine auf Flüssigkeitsdruck ansprechende Ventileinrichtung (23), welche die letzterwähnte Kammer normalerweise mit den beiden Zufuhrkammern (11, 12) verbindet, wobei die letzterwähnte Ventileinrichtung so angeordnet ist, daß sie die Ausgleichskammer (13) selbsttätig von der jeweils unter Druck stehentden Zufuhrkammer (11, 12) abdichtet, und eine Ventileinrichtung zur Bewe gungssteuerung für die Verbindung der Zuführkammern mit entgegengesetzten Seiten des Flügels, so daß Druckflüssigkeit der einen Seite des Flügels aus der unter Druck stehenden Zufuhrkammer zugeführt und im wesentlichengleichzeitig von der anderen Seite des Flügels zur nicht unter Druck stehenden Zufuhrkammer abgelassen werden kann.
2. 2. Flügelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung zur Be-"vegungssteuerung gesonderte -normalerweise geschlossene Ventile (20, 21) aufweist, die zwischen jeder Flüssigkeitszufuhrkammer (11, 12) und der Flügelkammer (14) auf entgegengesetzten Seiten des Flügels (15) angeordnet sind, wobei Ventilbetätigungsmittel (28, 29) vorgesehen sind, um die Ventile (20, 21) im wesentlichen gleichzeitig zu öffnen. 3. Flügelantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilbetätigungsmittel für jedes Ventil (20, 21) eine biegsame Membran (28, 29) aufweisen, die so angeordnet ist, daß sie das Ventil in seine Offenstellung bewegt, wenn auf ,die Membran ein Druck ausgeübt wird, wobei elektromagnetisch betätigbare Steuerventile (27) zur Steuerung der Druckausübun#g auf die Meinbran (28, 29) vorgesehen sind. 4. Flügelantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der normalerweise geschlossenen Ventile (20, 21) durch ein Tellerventil gebildet u# wird, wobei die biegsame Membran (28, 29) so angeordnet ist, daß sie gegen den Druck einer Feder (32) auf dasjenige En-de des Ventilschaftes drückt, das dem Ventilteller abgekehrt ist. 5. Flügelantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Ventil (20, 21) ein Kanal (37, 38) oder Kanäle vorgesehen sind, die so angeordnet sind, daß sie am Ventilteller vorbeileckende Flüssigkeit zur Ausgleichskammer (13) zurückführen. 6. Flügelantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Kanal (39) oder Kanäle zur Rückführung an den Lagern des Flügels (15) vorbeileckender Flüssigkeit zur Ausgleichskammer (13). 7. Flügelantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die richtungssteuernde Ventileinrichtung ein gesondertes, elektromagnetisch betätigbares Zweigventil (24, 25) für jede Flüssigkeitszufuhrkammer (11, 12) aufweist, wobei jedes Ventil so angeordnet ist, daß in der einen Stellung des Ventils die zugeordnete Flüssigkeitszufuhrkammer mit derAußenluft in Verbindung steht, während sie in der anderen Stellung mit einer Gasdruckquelle (26) verburyden ist. 8. Flügelantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Flüssigkeitsdruck ansprechende Ventileinrichtung ein Tellerdoppelventil (23) aufweist, welches in eine Mittelstellung federbelastet ist, in welcher eine freie Flüssigkeitsströmung zwischen der Ausgleichskammer (13) und jeder der Flüssigkeitszufuhrkammern (11, 12) stattfinden kann, wobei das Ventil so angeordnet ist, daß ein Druck auf einen der Teller des Ventils durch den Aufbau eines Druckes in der entsprechenden Flüssigkeitszufuhrkammer (11, 12) eine Bewegung des Ventils zur Folge hat, durch welche die unter Druck stehende Kammer von der Ausgleichskammer (13) abgedichtet wird. 9. Flügelantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Stellungssteuereinrichtung (35, 36), durch welche der Flügel (15) in einer von mehreren bestimmten Winkelstellungen gehalten werden kann. t' el 10. Flügelantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Stromkreis der elektromagnetisch betätigbaren Steuerventileinrichtung (27) Schaltmittel (33) zur Steuerung der Bewegung des Flügels (15) befinden und zu diesen Schaltmitteln (33) ein Hilfsschalter (35) parallel geschaltet ist, der durch eine durch den Flügel (15) angetriebene Nockenscheibe (36) gesteuert wird, wobei die Nockenscheibe (36) so ausgebildet ist, daß sieden Hilfsschalter (35) bei der Winkelbewegung des Flügels (15) wechselweise öffnet und schließt. In Betracht gezogene Druckschriften: »Selbsttätige N. u. K.-Regler« vom August 1954 der Fa. Hagenuk, Kiel (S. 7, Abb. 2).