DE1169562B

DE1169562B - Betaetigungsventil fuer vorort- und fern-steuerbare Druckluftsteuergeraete fuer durch Druckluft angetriebene elektrische Schaltgeraete

Info

Publication number: DE1169562B
Application number: DES70316A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Grieger; Winfried Thielecke
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1960-09-12
Filing date: 1960-09-12
Publication date: 1964-05-06
Also published as: CH408578A

Description

Betätigungsventil für vorort- und fernsteuerbare Druckluftsteuergeräte für durch Druckluft angetriebene elektrische Schaltgeräte Durch Druckluft angetriebene Schaltgeräte werden mit Hilfe von Drucklufts-teuergeräten betätigt. Die Druckluftsteuergeräte können vorort oder von entfernten Stellen betätigt werden. Hierzu dienen Betätigungsventile, welche aus einem Drucklufteinlaßventil und einem mit diesem gleichachsigen Druckluftauslaßventil sowie aus einem Hilfsventil mit einem Hand- und einem elektromagnetischen Fernbetätigungsorgan bestehen, die das Ve:rschlußstück des Hilfsventils beeinflussen, das einem Ventilschaft hat, an welchem die Ventilteller des Druckluftein- und des Druckluftauslaßventils sowie das Hilfsventil angeordnet sind. Dieses Betätigungsventil hat noch den Nachteil, daß es viel Platz beansprucht, weil die Einzelventile teilweise nebeneinander angeordnet sind und die Arbeitsrichtung des Fernbetätigungsorgans senkrecht zur Arbeitsrichtung des Vorortbetäti.gungsorgans steht. Das bekannte Ventil hat außerdem im Zuge der Handbetätigung einen federbelasteten Gestängeantrieb und einen Winkelantrieb, dessen Achse senkrecht zur Achse des Gestängehandantriebes steht. Das hat den Nachteil, daß das Betätigungsventil in der Länge und in der Breite reichlich Raum beansprucht. Der Gestänge- und der Winkelantrieb sind außerdem störanfällig und verlangen je eine besondere Wartung, um Betriebsstörungen auszuschließen.
Ein ähnlich aufgebautes bekanntes Betätigungsventil besteht aus einem Druckluftein- und einem Druckluftauslaßventil sowie aus einem Hilfsventil mit einem elektromagnetischen Fernbetätigungsorgan, dessen Anker das Verschlußstück des Hilfsventils beeinflußt, und aus einem beweglichen Ventilschaft, an welchem die Ventilteller des Druckluftein- und Druckluftauslaßventils sowie ein Hilfsventil angeordnet sind. Das Hilfsventil ist außen an einem Ende des Ventilschaftes angeordnet. Das hat den Nachteil, daß auch hier die axiale Baulänge des Betätigungsventils groß ist.
Betätigungsventile mit großen Abmessungen haben aber bei ihrer Verwendung für Druckluftsteuergeräte den Nachteil, daß die Abmessungen der aus solchen Betätigungsventilen zusammengesetzten Druckluftsteuergeräte ebenfalls groß sind. Dies führt wiederum zu Unterbringungsschwierigkeiten für das Druckluftsteuergerät bei beschränkten Platzverhältnissen.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Betätigungsventil für vorort- und fernsteuerbare. Druckluftsteuergeräte für durch Druckluft angetriebene elektrische Schaltgeräte, welche aus einem Drucklufteinlaßventil und einem mit diesem gleichachsigen Druckluftauslaßventil sowie aus einem Hilfsventil mit einem Hand-und einem elektromagnetischen Fernbetätigungsorgan besteht, welche das Verschlußstück des Hilfsventils beeinflussen, und welches einen Ventilschaft hat, an welchem die Ventilteller des Druckluftein- und des Druckluftauslaßventils sowie das Hilfsventil angeordnet sind. Die obenerwähnten Nachteile werden bei einem solchen Betätigungsventil erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß das Hilfsventil zwischen dem Drueklufteinlaßventil und dem Druekluftauslaßventil im Innern des Ventilschaftes angeordnet und als druckknopfbetätigtes Ventil so ausgebildet ist, daß der Druckknopf in Richtung der Ventilachse betätigt wird. Dabei ist es vorteilhaft, den Anker des elektromagnetischen Fernbetätigungsorgans als Druckknopf für die Vorortbetätigung auszubilden.
Weitere Merkmale der Erfindung bestehen ferner darin, daß das Hilfsventil einen Hilfsventilraum mit einem Drucklufteinlaß- und einem Druckluftauslaßkanal hat und daß diese beiden Kanäle regelbare Querschnitte haben und daß der Drucklufteinlaßquerschnitt kleiner als der Druckluftauslaßquerschnitt ist. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß in bestimmten Fällen aus besonderen Gründen das Eintreten des Kommandos nach der Kommandogabe bzw. das Beendigen des Kommandos nach der Kommandoaufhebung verzögert werden können.
Das Betätigungsventil kann gemäß der weiteren Erfindung zum Zwecke einer leichten Montage als Aufsteckventil ausgebildet sein und einen Rohrstutzen zum Einstecken in eine COffnung des Druckluftversorgungsrohres haben. Dabei ist es wesentlich, daß das Druckluftversorgungsrohr eine Rückschlagklappe zum automatischen Verschließen der C5ffiung des Druckluftversorgungsrohres bei nicht aufgestecktem Betätigungsventil hat. Dadurch werden Druckluftverluste vermieden, weil z. B. bei einer Demontage des Druckluftsteuerventils oder bei Nichtbenutzung einer öffnung des Druckluftversorgungsrohres aus dieser öffnung keine Druckluft ausströmen kann. Die Rückschlagklappe kann von einer Feder und/oder der Druckluft im Druckluftversorgungsrohr geschlossen werden.
Für das Vorsteuerventil ist ein elektromagnetischer Antrieb für Fernbedienung und ein Handantrieb vorgesehen. Der Handantrieb hat den Vorteil, daß beim Versagen des Magnetsystems des elektromagnetischen Antriebs auch Notschaltungen von Hand vorgenommen werden können.
Der Querschnitt der Vorsteuerventilöffnung kann kleiner als der Querschnitt der Entlüftungsbohrung für den Vorsteuerventilraum sein. Dadurch wird bei einem eventuellen Undichtwerden des Vorsteue.rve_ntils eine Selbstbetätigung des Druckluftventils vermieden.
Das Druckluftsteuerventil gemäß der Erfindung hat viele Verwendungsmöglichkeiten. So kann es z. B. als Reihenventil im Druckluftsteuergerät, als Dauerstromventil und als e:lektropneumatischerRückmelder eingesetzt werden. Zusätzlich kann der Anker des für die Fernbetätigung notwendigen Elektromagneten elektrische Kontakte betätigen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur schematisch im Querschnitt dargestellt.
Das Druckluftventil besteht aus dem Gehäuseoberteil 1, dem Gehäuseunterteil t, dem Vorsteuerventil3 und dem Einlaßventil4E und dem Auslaßventil 4A. Das Gehäuseunterteil t hat einen Einlaßventilraum 5. Dieser ist durch eine Scheibe 6 mit einer Dichtung 7 abgeschlossen. Die Scheibe 6 hat einen Rohrstutzen 8, mit dem das Druckluftventil auf eine Rohrleitung 9 gesteckt werden kann, welche die Betriebsdruckluft dem Druckluftventil und dem Schalterantrieb bei Betätigung des Ventils in Pfeilrichtung 10 zuführt. Mit 9 a ist eine um den Bolzen 9 b drehbare Rückschlagklappe bezeichnet, die durch eine Drehfeder 9 c in Pfeilrichtung 9 d gedrückt wird. Sie schließt die Öffnung in der Rohrleitung, wenn das Druckluftventil weggenommen wird.
Das Auslaßventil hat einen Ventilteller 12 und das Einlaßventil einen Ventilteller 13. Beide sind durch einen Hohlzylinder 11 fest miteinander verbunden. Mit 12a und 13a sind Dichtungsringe für das Auslaß- bzw. Einlaßventil bezeichnet. Die Ventilteller arbeiten mit den Ventilsitzen 14 und 15 im unteren Gehäuseteile zusammen.
Zum Druckluftventil gehört außerdem eine Membran 16, welche sich gegen den Auslaßventilteller 12 legt, wofür die Druckfeder 17 sorgt. Diese stützt sich an der Scheibe 6 und an dem Zwischenstück 18 ab, das sich gegen Rippen 19 des Hohlzylinders 11 legt.
Das Vorsteuerventil3 ist in dem Hohlraum des Hohlzylinders 11 untergebracht. Es besteht aus einem Ventilkolben 20 mit dem Ventilkonus 21. Dieser Ventilkonus wird durch die Feder 23 gegen den Ventilsitz 22 gedrückt, der von einem Vorsprung im Innern des Hohlzylinders 11 und einer auswechselbaren Buchse oder Drosselscheibe 40 gebildet wird. Es können Buchsen mit verschieden großen inneren Durchmessern verwendet werden. Die Feder 23 stützt sich an dem Zwischenstück 18 und an dem Vorsteuerventilkolben 20 ab. Zwischen der Innenwand des Hohlzylinders 11 und der Außenwand des Vorsteuerventilkolbens ist ein genügend freier Raum für den Durchtritt der Druckluft in den Vorsteuerventilraum 39 vorgesehen.
Der untere Ventilkörperteil 2 hat zwei Bohrungen 24 und 25, von denen die Bohrung 24 zum Anschluß einer Rohrleitung zur Weiterleitung der Druckluft zum Schalterantrieb und die Bohrung 25 als Entlüftungsöffnung dient.
Zum Antrieb des Vorsteuerventils kann ein ferngesteuerter Elektromagnet dienen. Er besteht aus einem Magnetanker 26, einer Magnetspule 27 und einem mit dem Magnetanker 26 verbundenen Stößel 28. Der Anker hat Aussparungen 26a und einen Teller 30, an dem ein Handantrieb angreifen und in Pfeilrichtung 31 wirken und an dem auch ein elektrischer Kontakt befestigt werden kann. Der Teller dient außerdem als Gegenlager für eine Rückzugfeder 32 des Magnetankers 26. Sie stützt sich auf das Abschlußstück 33, welches den die Magnetspule 27 enthaltenden, durch den Zylinder 34 gebildeten Raum abschließt. Mit 35 ist eine Messingbuchse zur Führung des Magnetankers 26 bezeichnet. Der Magnetanker 26 hat einen Konus 26 b, welcher der konischen Aussparung 36 des oberen Druckluftventilkörpers 1 entspricht. Mit 41 ist eine Buchse oder Drosselscheibe bezeichnet, die in der Auslaßöffnung 38 des Vorsteuerventils 3 auswechselbar angeordnet ist. Es können Buchsen mit verschieden großen inneren Durchmessern eingesetzt werden, um die Entleerungszeit des Vorsteuerventilraumes 39 regeln zu können. Mit 42 ist ein Führungsstück für den Ventilstößel 28 bezeichnet, welches Rippen 42a hat, zwischen denen die Druckluft durchströmen kann. Das Druckluftventil arbeitet folgendermaßen: Bei der Kommandogabe, sei es von Hand oder durch Fernsteuerung über den Elektromagneten 26, 27, und den Stößel 28, wird der Magnetanker 26 in die Magnetspule 27 hineingezogen und die obere öffnung 37 der Auslaßöffnung 38 im Druckluftventilkörper 1 durch den Konus 26 b des Magnetankers 26 verschlossen. Gleichzeitig wird durch den Stößel 28 das Vorsteuerventil 3 geöffnet, in dem der Ventilkörper 21 entgegen der Spannung der Feder 23 nach unten gedrückt wird. Nunmehr kann die in der Rohrleitung 9 anstehende Druckluft durch den Raum 5, vorbei an den Rippen 19 durch den Ringspalt zwischen dem Hohlzylinder 11 und dem Vorsteuerventilkolben 20, durch die Bohrungen der Buchsen 40 und 42 in den Raum 38 hinter die Membran 16 treten. Dadurch wird die Membran 16 nach unten gedrückt und das Auslaßventil 14, 12, 12a geschlossen und das Einlaßventil 4E geöffnet. Nunmehr kann die Druckluft durch die Bohrung 24 dem Schalterantrieb in Richtung 29 zuströmen, wodurch der Schalter betätigt wird.
Wird das Betätigungskommando zurückgenommen, so wird der Magnetanker 26 unter Wirkung der Rückzugfeder 32 in die dargestellte Lage zurückgezogen. Dadurch wird die Auslaßöffnung 38 frei, so daß die im Vorsteuerventilraum 39 befindliche Druckluft durch diese Auslaßöffnung und die Längsnuten 26a am Magnetanker 26 entweichen kann.
Gleichzeitig werden das Vorsteuerventil 3 und das Einlaßventil 4E durch die Federn 17 und 23 geschlossen, während das Auslaßventil 4A geöffnet wird, so daß jetzt die Druckluft des Schalterantriebes auf dem Wege über die Bohrungen 24 und 25 ins Freie entweichen kann. Die erwähnte Verzögerung der Ausführung des Ein-Kommandos kann durch Auswechseln der Buchse 40 und die der Kommandobeendigung durch Auswechseln der Buchse 41 bewirkt werden.
Durch den Einbau des Vorsteuerventils in den am weitesten innenliegenden Teil des Druckluftsteuerventils wird der Durchmesser des Vorsteuerventils, insbesondere der seiner Ventilöffnung 22a, sehr klein gegenüber dem Durchmesser der Auslaßöffnung 38. Dadurch wird ein besonderer Vorteil erreicht, der darin besteht, daß der Stößel 28 bzw. der Anker des Elektromagneten auch bei hohen Betriebsdrücken der Druckluft nur eine geringe Kraft zum Öffnen des Ventils benötigt. Daher kann die vom Elektromagneten aufzunehmende elektrische Leistung gering und damit der Magnet selbst klein und billig sein.
Durch die Erfindung werden also nicht nur die oben aufgezählten Nachteile der bekannten Druckluftsteuerventile vermieden, sondern es werden darüber hinaus noch Vorteile für den Betrieb und den mechanischen Aufbau des Druckluftsteuerventils erzielt.

Claims

Patentansprüche: 1. Betätigungsventil für vorort- und fernsteuerbare Druckluftsteuergeräte für durch Druckluft angetriebene elektrische Schaltgeräte, welches aus einem Drucklufteinlaßventil und einem mit diesem gleichachsigen Druckluftauslaßventil sowie aus einem Hilfsventil mit einem Hand- und einem elektromagnetischen Fernbetätigungsorgan besteht, welche das Verschlußstück des Hilfsventils beeinflussen, und welches einen Ventilschaft hat, an welchem die Ventilteller des Druckluftein- und des Druckluftauslaßventils sowie das Hilfsventil angeordnet sind, d a d u r c h gekennzeichnet, daß das Hilfsventil (3) zwischen dem Drucklufteinlaßventil (4E) und dem Druckluftauslaßventil (4A) im Innern des Ventilschaftes (11) angeordnet und als druckknopfbetätigtes Ventil so ausgebildet ist, daß der Druckknopf in Richtung der Ventilachse betätigt wird. z. Betätigungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (26) des elektromagnetischen Fernbetätigungsorgans als Druckknopf (30) für die Vorortbetätigung ausgebildet ist. 3. Betätigungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsventil einen Hilfsventilraum mit einem Drucklufteinlaß- und einem Druckluftauslaßkanal hat und daß diese beiden Kanäle regelbare Querschnitte (40, 41) haben. 4. Betätigungsventil nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucklufteinlaßquerschnitt (22) kleiner als der Druckluftauslaßquerschnitt (41) ist. 5. Betätigungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als Aufsteckventil ausgebildet ist und einen Rohrstutzen (8) zum Einstecken in eine Öffnung eines Druckluftversorgungsrohres (9) hat und daß das Druckluftversorgungsrohr (9) eine Rückschlagklappe (9a) zum automatischen Verschließen der Öffnung des Druckluftversorgungsrohres bei nicht aufgestecktem Betätigungsventil besitzt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 853 236, 807 348, 882 875; deutsche Auslegeschrift Nr. 1066 828; deutsche Auslegeschrift M 21810 XII / 47g (bekanntgemacht am 12. 1. 1956); deutsche Gebrauchsmuster Nr. 1803 373, 1754 270; schweizerische Patentschrift Nr. 329 144; französische Patentschriften Nr. 1018 219, 1185 467; britische Patentschriften Nr. 832 537, 728 169; USA.-Patentschriften Nr. 1968 957, 2 319 578.