DE1197293B

DE1197293B - Multistage switch

Info

Publication number: DE1197293B
Application number: DEH49443A
Authority: DE
Inventors: Otto Fromhold
Original assignee: Hoerbiger Ventilwerke GmbH and Co KG
Current assignee: Hoerbiger Ventilwerke GmbH and Co KG
Priority date: 1962-06-25
Filing date: 1963-06-12
Publication date: 1965-07-22

Description

Mehrstufenschalter Die Erfindung betrifft einen Mehrstufenschalter mit einer in den einzelnen Schaltstufen durch einen federnd einrastbaren Feststellmechanismus gehaltenen Stange, welche durch einen Steuerdruck nach Überwindung der von dem Feststellmechanismus ausgeübten Kraft aus einer in die andere Schaltstellung verschoben wird und vorzugsweise unter dem Einfluß einer dem Steuerdruck das Gleichgewicht haltenden Feder steht.Multi-stage switch The invention relates to a multi-stage switch with one in the individual switching stages by means of a spring-loaded locking mechanism held rod, which by a control pressure after overcoming of the locking mechanism exerted force is shifted from one to the other switching position and preferably is under the influence of a spring that maintains the balance of the control pressure.

Bei den bekannten Schaltern dieser Art ist die Steuerstange gegenüber der Wand eines sie lagernden Gehäuses bzw. einer sie aufnehmenden, im Gehäuse eingesetzten Büchse mittels O-Ringen abgedichtet. Bei diesen Ringen und auch aus anderen Gründen tritt bei längerem Verharren auf einem Schaltpunkt manchmal eine so große Haftreibung auf, daß der Steuerdruck, welcher die Steuerstange verschieben soll, stark anwachsen muß, bis er in der Lage ist, die Haftreibung zu überwinden. Ist aber diese Reibung überwunden, veranlaßt der plötzliche Überschuß des Steuerdruckes die Steuerstange, die nächstfolgende Stufe, in der sie festhalten sollte, zu überspringen. Im ungünstigsten Falle kann sogar ein Durchschalten der Steuerstange bis zur letzten Stufe erfolgen. Versuche, diese Erscheinung durch eine größere Membran und eine stärkere Feder zum Ausgleich des Steuerdruckes zu unterdrücken, führen dazu, daß dann die Steuerstange zwischen den einzelnen Schaltpunkten sozusagen schleicht, weil die die Steuerstange in den einzelnen Schaltstufen festhaltenden Rasten, namentlich Kugelrasten, gegenüber den großen Stellkräften wirkungslos sind.In the known switches of this type, the control rod is opposite the wall of a housing that supports them or of a housing that receives them and is used in the housing Bush sealed with O-rings. With these rings and for other reasons too If a switching point is held for a longer period of time, such a high level of static friction sometimes occurs on that the control pressure, which is to move the control rod, increase sharply must until it is able to overcome the static friction. But this is friction overcome, the sudden excess of the control pressure causes the control rod to to skip the next step in which she should hold on. In the worst The case can even be switched through the control rod up to the last stage. Try to reduce this phenomenon by using a larger diaphragm and a stronger spring Suppress equalization of the control pressure, then lead to the control rod between the individual switching points, so to speak, because it is the control rod in the individual switching steps holding notches, namely ball notches, opposite the major forces are ineffective.

Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist beim Mehrstufenschalter der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß auf der Stange ein Druckstück verschiebbar angeordnet, welches den auf dieses einwirkenden Steuerdruck unter allfälliger Verschiebung auf der Steuerstange auf diese überträgt. Dadurch entsteht zwischen der Angriffsfläche für den Steuerdruck, z. B. einer Membran, und der Schaltstange ein Totgang, durch den das ungewollte Durchschalten vermieden wird. Zu diesem Zweck kann noch zusätzlich zwischen der Stange und dem auf ihr verschiebbaren Druckstück eine den Steuerdruck vom Druckstück auf die Stange übertragende, kraftspeichernde Feder eingesetzt werden.In order to eliminate this disadvantage, the According to the invention, a pressure piece can be displaced on the rod arranged, which the acting on this control pressure with any shift on the control rod transfers to this. This creates between the attack surface for the control pressure, e.g. B. a membrane, and the shift rod a backlash through that the unintentional switching through is avoided. For this purpose, you can also add the control pressure between the rod and the pressure piece that can be moved on it force-storing spring which transfers from the pressure piece to the rod can be used.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Mehrstufenschalters im axialen Längsschnitt dargestellt, wobei die linke Hälfte den Schalter in der ersten und die rechte in der letzten Schaltstufe zeigt.In the drawing is an embodiment of the invention Multi-stage switch shown in axial longitudinal section, the left half shows the switch in the first and the right one in the last switching step.

Das Steuerorgan des Schalters ist eine Stange 1, welche in einem aus drei Teilen 2', 2", 2"' bestehenden Gehäuse 2 längsverschieblich gelagert ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Stange 1 mit fünf je einer Steuerstufe zugeordneten Nuten 19 versehen und dient zur wahlweisen Verbindung zweier Quellen mit diversen Verbraucherstellen. Als Quellen sind ein Anschluß 23 für eine Druckmittelzufuhrleitung und ein Anschluß 24 für eine Entlüftungs-oder Druckmittelrückführleitung vorgesehen. Für die zu den Verbraucherstellen führenden Leitungen sind vier Anschlußstellen 3 bestimmt, von welcher der Einfachheit halber nur zwei dargestellt sind.The control element of the switch is a rod 1, which in one off three parts 2 ', 2 ", 2"' existing housing 2 is mounted so as to be longitudinally displaceable. in the present embodiment is the rod 1 with five each one control stage assigned grooves 19 and is used for the optional connection of two sources with various consumer points. The sources are a connection 23 for a pressure medium supply line and a connection 24 for a venting or pressure medium return line is provided. There are four connection points for the lines leading to the consumer points 3 determines which, for the sake of simplicity, only two are shown.

Die Stange 1 ist an ihrem äußersten Ende und in Abstand von diesem mit je einem am Gehäuse 2 bzw. an der in diesem sitzenden Büchse 6 dicht anliegenden O-Ring 7 versehen. Je nach Größe eines auf eine Membran 4 einwirkenden Steuerdruckes wird die mit dem Anschluß 23 verbundene Druckmittelzufuhrleitung über den zwischen den Ringen 7 gebildeten Raum 25 oder die mit dem Anschluß 24 verbundene Entlüftungsleitung über den vor der Stirnseite der Stange 1 befindlichen Raum 5 der Reihe nach mit den Anschlußstellen 3 für die zu den Verbraucherstellen führenden Leitungen verbunden.The rod 1 is at its extreme end and at a distance from it each with a tight fit on the housing 2 or on the bush 6 seated in it O-ring 7 provided. Depending on the size of a control pressure acting on a membrane 4 is connected to the connection 23 pressure medium supply line via the between the rings 7 formed space 25 or the vent line connected to the connection 24 via the space 5 located in front of the end face of the rod 1 in sequence connected to the connection points 3 for the lines leading to the consumer points.

Der Steuerdruck wird im vorliegenden Falle durch ein Gas erzeugt, welches durch die Leitung 8 in den Raum 9 über die Membran 4 gelangt, wobei der unter der Membran liegende Raum 26 über die öffnung 27 mit der Außenatmosphäre mit einer einen Unterstützungsdruck liefernden Leitung od. dgl. in Verbindung steht. Die Membran ist mit ihrem äußeren Rand im Gehäuse 2 und mit ihrem inneren Rand zwischen Klemmstücken 10 eingespannt, die mit einem auf der Stange 1 längsverschiebbar gelagerten Druckstück 11 fest verbunden sind. Zwischen dem Druckstück 11 und der Stange 1 ist eine kraftspeichernde Feder 12 eingesetzt, die mit ihren freien Enden an Winkelringen 13, 14 anliegt, wobei das Ende des Teiles 13 an einem Absatz 15 des Druckstückes 11 und das Ende des Teiles 14 an der auf dem Gewindeteil 21 der Stange 1 aufgeschraubten Mutter 22 anstößt.In the present case, the control pressure is generated by a gas which passes through the line 8 into the space 9 via the membrane 4, the space 26 located below the membrane being connected to the outside atmosphere via the opening 27 with a line or the like that supplies a support pressure . is in communication. The membrane is clamped with its outer edge in the housing 2 and with its inner edge between clamping pieces 10 , which are firmly connected to a pressure piece 11 mounted on the rod 1 so as to be longitudinally displaceable. Between the pressure piece 11 and the rod 1, a force-storing spring 12 is inserted, which rests with its free ends on angle rings 13, 14 , the end of the part 13 on a shoulder 15 of the pressure piece 11 and the end of the part 14 on the Threaded part 21 of the rod 1 screwed nut 22 abuts.

Eine die Stange 1 umgebende Feder 16 hält dem Steuerdruck das Gleichgewicht und sitzt mit ihrem einen Ende auf einem Absatz 17 des Gehäuses 2 und mit ihrem anderen Ende auf einem Absatz 18 des Druckstückes 11 auf.A spring 16 surrounding the rod 1 keeps the control pressure in equilibrium and sits with its one end on a shoulder 17 of the housing 2 and with its other end on a shoulder 18 of the pressure piece 11 .

Die Ringnuten 19 dienen als Rasten, in die federbelastete Kugeln 20 einschnappen, sobald die Stange 1 jeweils die genaue Schaltstellung eingenommen hat. Zweckmäßig ist an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen je eine Kugel 20 vorgesehen. Es können aber auch mehrere Kugeln 20 in gleichen Winkelabständen um die Stange herum verteilt sein. Wesentlich ist, daß der durch die Kugeln 20 auf die Stange 1 ausgeübte radiale Druck ausgeglichen ist, so daß diese nicht einseitig belastet wird.The annular grooves 19 serve as notches into which the spring-loaded balls 20 snap as soon as the rod 1 has assumed the exact switching position. A ball 20 is expediently provided at two diametrically opposite points. However, several balls 20 can also be distributed around the rod at equal angular intervals. It is essential that the radial pressure exerted by the balls 20 on the rod 1 is balanced so that it is not loaded on one side.

Der beschriebene Mehrstufenschalter arbeitet in folgender Weise: In der in der linken Hälfte der Zeichnung veranschaulichten ersten Schaltstufe sind alle Anschlußstellen 3 über den Raum 5 mit der Anschlußstelle 24 verbunden. Eine Erhöhung des Steuerdruckes an der Membran 4 bewirkt ein Vorschieben des Druckstückes 11 und damit eine Kraftspeicherung in der Feder 12. Sobald diese Kraft den durch die Kugelrasten ausgeübten Druck, erhöht durch die Haftreibung der O-Ringe, überschritten hat, schiebt sie die Stange 1 um den Abstand zwischen zwei benachbarten Ringnuten 19 vor, und die Kugeln 20 rasten aus der Ringnut 19' in die nächstfolgende, das ist in die zweite Ringnut 19" ein. In dieser Stellung ist die erste (nicht dargestellte) der zu einer Verbraucherstelle führenden Anschlußstellen 3 vom Raum 5 abgeschaltet und über den Raum 25 an die zu einer Druckmittelzufuhrleitung führende Anschlußstelle 23 angeschlossen. Bei weiterer Erhöhung des Steuerdruckes wird die Steuerstange jeweils um eine Stufe vorgeschoben, bis sie die in der rechten Hälfte der Zeichnung dargestellte Endstellung erreicht hat, in der alle Anschlußstellen 3 vom Raum 5 abgeschaltet und an die Anschlußstelle 23 angeschlossen sind. Die Rückführung der Steuerstange bei Herabsinken des Steuerdruckes besorgt die Feder 16.The multi-stage switch described works in the following way: In the first switching stage illustrated in the left half of the drawing, all connection points 3 are connected to connection point 24 via space 5. An increase of the control pressure caused on the diaphragm 4, advancing the thrust piece 11 and thus a force storing this force has passed into the spring 12. As soon as the pressure exerted by the ball detents pressure increased by the static friction of the O-rings, it pushes the rod 1 by the distance between two adjacent annular grooves 19, and the balls 20 snap out of the annular groove 19 'into the next one, that is into the second annular groove 19 ". In this position, the first (not shown) of the connection points leading to a consumer point is 3 is switched off from room 5 and connected via room 25 to the connection point 23 leading to a pressure medium supply line all connection points 3 are switched off from room 5 and connected to connection point 23. The return The spring 16 takes care of the control rod when the control pressure drops.

Ein Durchschalten der Stange 1 ist bei der erfindungsgemäßen Konstruktion dadurch vermieden, daß sofort nach dem Einsetzen des Vorschubes der Stange 1 eine Entlastung der die Vorschubkraft speichernden Feder 12 sowie eine Relativbewegung zwischen Druckstück 11 und Stange 1 erfolgt, wodurch eine plötzliche Verminderung der Verstellkraft eintritt. Die verbleibende Kraft reicht nur noch aus, die Verstellung der Stange von der einen bis zur anderen Ringnut, nicht aber über diese hinaus zu bewirken.A switching through of the rod 1 is avoided in the construction according to the invention in that immediately after the start of the advance of the rod 1, the spring 12 storing the advance force is relieved and there is a relative movement between the pressure piece 11 and the rod 1, whereby a sudden reduction in the adjustment force occurs. The remaining force is only sufficient to effect the adjustment of the rod from one to the other ring groove, but not beyond this.

Selbstverständlich können im Rahmen der Erfindung verschiedene konstruktive Abänderungen vorgenommen werden. So ist es beispielsweise möglich, die Feder 12 wegzulassen, in welchem Falle die Feder 16 die ganze Verstellkraft zu speichern hat. Weiter kann als Steuerdruck anstatt pneumatischer eine elektrische, magnetische oder hydraulische Kraft herangezogen werden. Es ist aber auch möglich, das zur Anschlußstelle 23 führende Druckmedium über die Öffnung 8 zur Beeinflussung der Membran 4 heranzuziehen.Of course, various design modifications can be made within the scope of the invention. For example, it is possible to omit the spring 12, in which case the spring 16 has to store the entire adjustment force. Furthermore, instead of a pneumatic one, an electrical, magnetic or hydraulic force can be used as the control pressure. However, it is also possible to use the pressure medium leading to the connection point 23 via the opening 8 to influence the membrane 4 .

Der erfindungsgemäße Schalter kann zur Beeinflussung von Impulsgebern beliebiger Natur benutzt werden. In der dargestellten Ausführungsform kann der Mehrstufenschalter zur Steuerung von Druckleitungen verwendet werden, über die die Saugventile von Kompressoren zur Regelung der Fördermenge abgehoben werden. In diesem Falle werden die Druckleitungen an die Anschlußstellen 3 angeschlossen. Mit der Schaltstange können auch andere Umschaltungen durchgeführt werden.The switch according to the invention can be used to influence pulse generators of any nature. In the embodiment shown, the multi-stage switch can be used to control pressure lines through which the suction valves of Compressors to regulate the flow rate are lifted. In this case it will be the pressure lines are connected to the connection points 3. With the shift rod other switchovers can also be carried out.

Claims

Claims: 1. Multi-stage switch with one in each Switching stages held by a spring-loaded locking mechanism, which by a control pressure after overcoming of the locking mechanism exerted force is shifted from one to the other switching position and preferably is under the influence of a spring that keeps the control pressure balanced, characterized in that a pressure piece is arranged displaceably on the rod is what the control pressure acting on it with any shift on the control rod transfers to this.

2. Multi-stage switch according to claim 1, characterized in that between the rod (1) and the pressure piece (11) displaceable on it, a force-storing spring (12) which transmits the control pressure from the pressure piece to the rod is inserted.

3. Multi-stage switch according to claim 2, characterized in that the force-storing spring (12) between two angle pieces (13, 14) or the like is clamped, of which one on the pressure piece (11) and the other rests against the rod (1) or a part connected to it.

4. Multi-stage switch according to claim 1, characterized in that two or more equally angularly spaced around the rod (1) arranged, serving as a detent spring-loaded balls (20) are provided which engage in circumferential grooves (19) of the rod (1) . Documents considered: German Patent No. 842 572.