DE1214500B

DE1214500B - Feststellvorrichtung fuer druckmittelbetaetigte Stellantriebe

Info

Publication number: DE1214500B
Application number: DES90006A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Klaus Beyer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1964-03-13
Filing date: 1964-03-13
Publication date: 1966-04-14
Also published as: FR1428359A

Description

Feststellvorrichtung für druckmittelbetätigte Stehantriebe Feststellvorrichtungen für druckmittelbetätigte Stellantriebe dienen dazu, um den Stehantrieb in seiner Stellung festzuhalten, wenn der Versorgungsdruck eine Grenze unterschreitet, bei der ein sicheres Arbeiten des Antriebes nicht mehr gewährleistet ist. Bei einer bekannten Vorrichtung wird die Längsbewegung des Antriebes mit Hilfe einer Kugelumlaufschnecke als Drehbewegung auf eine Konusbremse übertragen. Diese Reibungsbremse wird über einen Schalter mit Steuerkolben pneumatisch geschaltet und wirksam, wenn ihre Versorgungsdruckzufuhr unterbrochen wird. Zur Drehbewegung der gelösten Konusbremse sind aber nachteilig große Leerlaufkräfte erforderlich. Bei einer anderen bekannten Blockiervorrichtung für ein Membranventil ist mit der Ventilstange eine Zahnstange verbunden, die sich in einer Führung gegenüber einem Raststift bewegt. Wenn der Versorgungsdruck ausfällt, drückt ein Ausdehnungskörper den Stift gegen die Zähne, so daß die Zahnstange und damit die Antriebsspindel festgehalten wird. Eine solche Einrichtung ist jedoch für große Stellantriebe nicht betriebssicher, da wegen der großen Kräfte, die von dem in die Zahnstange einrastenden Stift aufgenommen werden müssen, die Einrastteilung sehr grob gewählt werden muß und die Feststellgenauigkeit unbefriedigend ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Feststellvorrichtung für druckmittelbetätigte Stehantriebe, vorzugsweise Membranantriebe anzugeben, bei denen die Längsbewegung des Antriebes in die Drehbewegung einer Welle umgewandelt ist, die beim Ansprechen des Blockiergerätes arretiert wird. Die neue Vorrichtung ist konstruktiv einfacher aufgebaut und arbeitet betriebssicherer als die bekannten Feststellvorrichtungen.
Bei einer pneumatischen oder hydraulischen Bremse für Landfahrzeuge ist eine Vorrichtung bekannt, die dazu dient, das Spiel zwischen Antriebsgestänge und Bremsbacken auszuschalten. Hierbei wird ein abgestütztes Zahnrad verwendet, das mit einem federnden Bolzen als Gesperre zusammenwirkt. Bei dieser Vorrichtung wird jedoch die Längsbewegung eines Antriebes nicht ständig in eine Drehbewegung umgewandelt, sondern nur dann, wenn eine Verstellung des Spiels im Bremsgestänge vorgenommen wird.
Die Feststellvorrichtung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß, wie an sich bekannt, die Drehbewegung auf ein abgestütztes Zahnrad übertragen ist, in dessen Zähne unter der Wirkung einer Feder ein Sperrbolzen einrastet, daß, wie weiterhin bekannt, der Sperrbolzen von einem an die Druckmittelversorgung angeschlossenen Ausdehnungskörper zurückgehalten wird und daß eine Sperre für den Sperrbolzen vorgesehen ist, die diesen in der eingerasteten Stellung sperrt, solange die Zahnflanken auf den Sperrbolzen Querkräfte ausüben.
Gegenüber den bekannten Feststellvorrichtungen wird dadurch der Vorteil erreicht, daß der Stellantrieb nach einem Druckausfall seine Arbeit immer stoßfrei beginnt, wenn der Versorgungsdruck zurückgekehrt ist. Der Antrieb -wird nämlich so lange festgehalten, bis er vom Steuerdruck wieder in die vor dem Druckausfall vorhandene Stellung kommandiert wird.
Ein Ausführungsbeispiel für die Feststellvorrichtung soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden.
F i g. 1 zeigt dabei einen doppeltwirkenden Membranantrieb mit der Kugelumlaufschnecke im Gehäuseflansch und dem angebauten Blockiergerät mit Kugelventil; F i g. 2 stellt im einzelnen die Betätigung der Sperrklinke dar und gibt vergrößert den Sperrbolzen mit seiner Führung und den zugehörigen Betätigungsmitteln wieder.
Nach F i g. 1 wird die Hubbewegung der Ventilspindel 1 über die Kugelumlaufschnecke 2 in die Drehbewegung des Zahnrades 3 umgewandelt. Der Sperrbolzen 4 wird unter der Kraft der Druckfeder 5, die sich gegen das Gehäuse 6 abstützt, in die Sperrverzahnung gepreßt. überschreitet der Versorgungsdruck einen vorgegebenen Wert, so wird er über das Kugelventil auf den Metallbalg 7 ,geschaltet und dieser zur Anlage an das Gehäuse 6 gebracht, so daß der Sperrbolzen 4 unter der Kraft der Ausrastfeder 8 aus der Sperrverzahnung austreten kann, wenn keine Verriegelungskräfte (s. F i g. 2) mehr wirksam sind.
Das in F i g. 1 dargestellte Kugelventil arbeitet als Sprungschalter und be- oder entlüftet schlagartig den Balg 7. Der Schaltpunkt ist durch Verstellung der Vorspannung der Druckfeder 10 an der Hohlschraube 9 zwischen 1,0 und 2,8 atü einstellbar. Um eine Sprungcharakteristik bei einer Schaltungskurve von 4p = 0,1 cp zu erhalten, sind die Kugelsitze mit unterschiedlichen Durchmessern, der kleinere auf der Eingangsseite liegend, ausgebildet. Der Versorgungsdruck wirkt gleichzeitig als Steuerdruck. Die Ventilkugel 11 liegt immer in einer der beiden Endlagen. Der größere Kugelsitz dient als Durchgangsöffnung für die Feder und Abblasverbindung zur Atmosphäre.
Die Wirkungsweise des Sperrbolzens soll an Hand der F i g. 2 noch näher betrachtet werden. Der Versorgungsdruck gelangt über das Kugelventil und die Anschiußöffnung 12 in den Metallbalg 7. Die Hülse 13 wird hierdurch nach oben verschoben und die Druckfeder 5 zusammengedrückt: Der Balg mit der Hülse 13 nimmt dabei die gestrichelt gezeichnete Lage ein. Entlüftet das Kugelventil den Metallbalg7, so drückt die Druckfeder 5 die Hülse 13 in Richtung des Balges, bis sie zur Anlage 14 an dem Gehäuse kommt. Über den Bund 15 wird der Sperrbolzen 4 mitgeführt, der mit seinem vorderen den Zahnflanken des Zahnrades 3 angepaßten Teil in eine Zahnlücke einspringt und die Drehbewegung des Zahnrades sperrt. Der Sperrbolzen ist mit Spiel geführt und kann von Umfangskräften der Verzahnung verriegelt werden. Wirkt vom Zahnrad 3 her ein Druck in Richtung des Pfeiles 16, so nimmt der Sperrbolzen die in seinem unteren Teil gestrichelt gezeichnete Lage an. Sein vorderer Teil größeren Durchmessers legt sich dabei gegen die Kante 17 der Stirnfläche des Gehäuses 6, so daß die Rückzugsbewegung selbst dann gesperrt bleibt, wenn der Versorgungsdruck wiederkehrt. Die Ausrastfeder 8 wirkt als elastische Ausrastkupplung zwischen Balgsystem und Sperrbolzen 4.
Kehrt der Versorgungsdruck zurück, so wird der Metallbalg 7 gestreckt und mit der Hülse 13 in die gestrichelt dargestellte Lage geführt. Hierbei wird die Ausrastfeder 8 gespannt, der Sperrbolzen bleibt jedoch eingerastet, bis die Umfangskraft, welche auf die Zahnflanken wirkt, verschwindet. Erst in diesem Fall kann der vordere Teil des Sperrbolzens in die Führung 18 des Gehäuses 6 eintreten, und die Ausrastfeder 8 zieht ihn zurück, so daß das Zahnrad freigegeben wird.

Claims

Patentansprüche: 1. Feststellvorrichtung für druckmittelbetätigte Stellantriebe, vorzugsweise Membranantriebe, bei denen die Längsbewegung des Antriebes in die Drehbewegung einer Welle umgewandelt ist, die beim Ansprechen des Blockiergerätes arretiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß, wie an sich bekannt, die Drehbewegung auf ein abgestütztes Zahnrad (3) übertragen ist, in dessen Zähne (3 a) unter der Wirkung einer Feder (5) ein Sperrbolzen (4) einrastet, daß, wie weiterhin bekannt, der Sperrbolzen von einem an die Druckmittelversorgung angeschlossenen Ausdehnungskörper (7) zurückgehalten wird und daß eine Sperre (17) für den Sperrbolzen vorgesehen ist, die diesen in der eingerasteten Stellung sperrt, solange die Zahnflanken auf den Sperrbolzen Querkräfte ausüben.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrbolzen (4) kippbar mit seitlichem Spiel in Richtung auf die Zahnflanken geführt ist und nahe dem in die Zähne einrastenden Ende (21) einen etwas größeren Durchmesser oder auf jeder Seite eine Nase (22) zum Sperren in der eingerasteten Stellung aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur sprunghaften Be-oder Entlüftung ein von dem Versorgungsdruck des Stellantriebes beaufschlagtes Kugelventil (9 ... 11) vorgesehen ist, das mit dem die Druckfeder (5) des Sperrbolzens (4) zurückhaltenden Ausdehnungskörper (7) zusammenwirkt, wobei die Speiseleitung (19) für den Ausdehnungskörper aus dem die Kugel (11) enthaltenden Ventilraum (20) herausführt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 937 090; britische Patentschrift Nr. 878 002; USA.-Patentschriften Nr. 2 339 469, 2 441253.