DE1225497B - Hydraulisches Fernsteuerungsgestaenge, insbesondere zum Betaetigen elektrischer Schliessschalter - Google Patents

Hydraulisches Fernsteuerungsgestaenge, insbesondere zum Betaetigen elektrischer Schliessschalter

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DE1225497B
DE1225497B DEG16242A DEG0016242A DE1225497B DE 1225497 B DE1225497 B DE 1225497B DE G16242 A DEG16242 A DE G16242A DE G0016242 A DEG0016242 A DE G0016242A DE 1225497 B DE1225497 B DE 1225497B
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES MTWWl· PATENTAMT Int. Cl.:
G05b
AUSLEGESCHRIFT
Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
Deutsche Kl.: 60-30
1 225 497
G162421 a/60
15. Januar 1955
22. September 1966
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches Fernsteuerungsgesiänge, insbesondere zum Betätigen elektrischer Schließschalter, mit einem Steuerventil, an dessen Gehäuse eine Druckmittelzuleitung, eine Schaltleitung und eine Druckmittelableitung angeschlossen sind und in welchem ein Ventilkörper angeordnet ist, dessen eine Seite durch ein Servoventil mit der Druckmittelzuleitung verbindbar ist, so daß dessen andere Seite die Zuleitung mit der Schaltleitung verbindet.
Der Schaltheber wird entgegen der Wirkung einer Feder in die stromleitende Verbindung bewegt, wobei diese Feder einen schnellen Stromschluß mit geeigneter Amplitude gewährleistet.
An ein solches hydraulisches Fernsteuerungsgestänge werden insbesondere bei Betätigung elektrischer Schließschalter folgende Bedingungen gestellt:
1. Ausschaltung
a) Die Ansprechzeit des Schalters auf die Ausschaltsignale muß außerordentlich kurz sein.
b) Der Ausschalthub, wenn einmal eingeleitet, muß mit hoher Geschwindigkeit beendet werden, d. h. mit einer Schnappwirkung.
c) Dieselbe Schnappwirkung muß eintreten, wenn der Ausschalter aus irgendeinem Grund nicht in der stromleiienden Stellung gehalten werden kann.
2. Einschaltung
Die einzige Bedingung hierbei ist, daß, wenn das Einschalten einmal eingeleitet ist, der Einschalthub vollständig durchgeführt werden muß.
Danach soll sich die erfindungsgemäße Fernsteuervorrichtung in der jeweiligen Ein- und Ausschaltstellung von selbst halten, bis sie durch eine gegenteilige Betätigung wieder umgeschaltet wird.
Im allgemeinen werden die Schalter, bei denen der Ausschalthub durch elektromagnetisch ausgelöste Federn gewährleistet ist, mittels eines Bolzens in der Einschalistellung gehalten, der im Zug eines einen Ausschaltmagneten betätigenden Schwachstromsignals freigegeben wird. Zufolge der in einer solchen elektromagnetischen Steuerung zur Verfügung stehenden verhältnismäßig schwachen Energie wird die erforderliche kurze Ansprechzeit nur mittels außerordentlich komplizierter Mechanismen gewährleistet; und dieser Nachteil wird noch durch die Notwendigkeit erhöht, die Gefahr einer Störung möglichst weitgehend zu eliminieren, um so ein sicheres Ausschalten unter allen Betriebsbedingungen zu gewährleisten.
Hydraulisches Fernsteuerungsgestänge,
insbesondere zum Betätigen elektrischer
Schließschalter
Anmelder:
Jean Louis Gratzmuller, Paris
Vertreter:
Dipl.-Ing. R. Müller-Börner
und Dipl.-Ing. H.-H. Wey, Patentanwälte,
Berlin-Dahlem, Podbielskiallee 68
Als Erfinder benannt:
Jean Louis Gratzmuller, Paris
Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 15. Januar 1954 (661635),
vom 28. Dezember 1954 (54 690)
Zufolge dieser komplizierten Konstruktion weisen die bis jetzt bekannten Mechanismen den Nachteil auf, daß sie teuer und zerbrechlich sind.
Es ist auch ein Sicherheitsventil für ein Preßluftleitungsnetz bekanntgeworden, das mittels eines Servoventil so lange geöffnet und offengehalten wird, wie ein bestimmter Leistungsdruck in dem Leitungsnetz besteht. Eine Möglichkeit, das Sicherheitsventil bei unter Druck stehendem Leitungsnetz auf Wunsch zu schließen, besteht nicht. Weiterhin ist ein Ventil bekanntgeworden, das durch ein elektromagnetisch gesteuertes Servoventil mit der Druckmittelleitung verbindbar ist. Dieses bekannte Ventil hat jedoch keine Selbsthaltefähigkeit in der geöffneten Stellung und schließt sich, sobald die Einwirkung des Elektromagneten auf das Servoventil aufhört.
Die Erfindung ermöglicht die Konstruktion eines hydraulischen Fernsteuerungsgestänges, insbesondere zum Einschalten elektrischer Schließschalter, das alle obengenannten Bedingungen erfüllt und insbesondere vollständige Sicherheit gewährt und aus einer kleinen Anzahl von einfachen und daher billigen hydraulischen Vorrichtungen besteht. Gleichzeitig werden die Nachteile der bekannten Vorrichtungen vermieden.
Die Erfindung besteht darin, daß die durch das Servoventil gesteuerte Seite des Ventilkörpers durch
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eine mit einer Drossel versehene Leitung an die Schaltleitung angeschlossen ist und außerdem durch ein zweites Servoventil gesteuert wird, welches mit der Druckmittelableitung verbindbar ist.
Vorzugsweise sind die Drosseln der den Durchfluß reduzierenden Leitungen und der Druckmittelableitung so berechnet, daß das Steuerventil innerhalb der Arbeitsperiode des zweiten Servoventils vollständig entlastet werden kann.
Der Erfindungsgegenstand, in der speziellen Anwendung auf Schließschalter, gewährleistet damit die Vollendung des Arbeitshubes, sobald der Hub des Schließschalters eingeleitet ist. Weiter wird auf diese Weise ein sicheres Verriegeln in der Einschaltstellung bis zum nächstfolgenden Ausschaltvorgang gewährleistet.
Durch die Erfindung wird bei Anwendung auf den angeführten speziellen Fall ein rasches und vollständiges Schließen des Schalters erzielt, sobald die Ventile in die Auslaßstellung umgeschaltet werden.
Außerdem wird durch die Erfindung eine rasche und vollständige, selbsttätige Entleerung ermöglicht, wenn der Druck in der Schaltleitung unter den zum Halten des Schalters in der Einschaltstellung erforderlichen Wert fällt. Die vollständige Entleerung gewährleistet beim Auftreten einer Störung der Steuerung ein automatisches Ausschalten durch Schnappwirkung.
Durch die Erfindung besteht auch die Möglichkeit, den Ventilkörper des Steuerventils so zu konstruieren, daß das Verbinden der Schaltleitung mit der Ableitung ohne toten Gang stattfindet, sobald der Druck unter dem Ventilkörper unter einen vorbestimmten Wert fällt.
Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele der Erfindung, und zwar zeigt
Fig. 1 eine allgemeine Ansicht, teilweise im Schnitt, eines ersten Beispiels,
Fig. 2 eine ebensolche Ansicht dieser Vorrichtung in Anwendung auf die Steuerung eines durch eine Feder vorgespannten Stellkolbens,
F i g. 3 ein Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2 mit einer zusätzlichen Sicherheitseinrichtung.
In Fig. 1 ist 1 ein Speicher mit unter Druck stehender Flüssigkeit, 2 c die schematisch dargestellte Schaltleitung und 43 ein Flüssigkeitsbehälter mit einem niedrigeren Druck als im Speicher 1. Ferner ist ein in einem Ventilgehäuse beweglich angeordneter Ventilkörper 8, 25 beispielsweise in der Form von Differentialkolben vorgesehen, der normalerweise vom Druck im Druckspeicher 1 in Ruhestellung gehalten wird.
Zu diesem Zweck steht der obere Ventilraum 53 immer durch die Umleitung 2 b und die Druckmittelzuleitung 2 α mit dem Druckspeicher 1 in Verbindung. In der Ruhestellung, wie sie in Fig. 1 mit ausgezogenen Linien gezeichnet ist, stellt der Kolben 25 des beweglichen Ventilkörpers durch eine Druckmittelableitung 44 eine Verbindung zwischen der Schaltleitung 2 c und dem Niederdruckbehälter 43 her. In der Arbeitsstellung hingegen, die in Fig. 1 gestrichelt gezeichnet ist, erlaubt der Differentialkolben 25 des beweglichen Ventilkörpers ein Beschicken der Schaltleitung 2 c vom Druckspeicher 1 aus durch die Druckmittelzuleitung 2 a. Das Steuerventil 9 ist durch den Kolben 8 in zwei Kammern 46 und 47 unterteilt. Die Kammer 47 steht durch eine Leitung 45 in ständiger Verbindung mit dem Niederdruckbehälter 43. Die Kammer 46 kann durch die Leitungen 48, 49, 50 mit dem Druckspeicher 1 in Verbindung gebracht werden, und zwar mittels eines normalerweise geschlossenen Servoventils 29, das mittels eines Druckknopfes 6 a geöffnet werden kann. Die Kammer 46 kann auch durch Leitungen 48, 51 und 52 über ein normalerweise geschlossenes weiteres Servoventil 24, z. B. über eine Leitung 54, mit dem Niederdruckbehälter 43 verbunden werden. Das
ίο Servoventil 24 kann durch einen Druckknopf 15 a geöffnet werden. Überdies steht die Schaltleitung 2 c durch die Leitungen 11, 51 und 48 in ständiger Verbindung mit der Kammer 46 des Steuerventils 9. In die Leitung 11 ist ein den Durchfluß reduzierendes Drosselorgan in Form einer Düse 35 eingesetzt.
Die Vorrichtung nach F i g. 1 arbeitet wie folgt: Durch Drücken des Druckknopfes 6 a wird das Servoventil 29 geöffnet und die Kammer 46 des Steuerventils 9 mit Druckflüssigkeit aus dem Druckspeieher 1 gefüllt. Da die Arbeitsfläche des Kolbens 8 im Steuerventil 9 größer ist als diejenige des Ventilkolbens25 im Raum 53 und da beide Flächen dem gleichen Flüssigkeitsdruck ausgesetzt sind, wird der bewegliche Ventilkörper 8, 25 aus der Ruhe- in die Arbeitsstellung hochgeschoben. Die Schaltleitung 2 c wird nun mit Druckflüssigkeit aus dem Speicher 1 beschickt und steht nicht mehr in Verbindung mit dem Niederdruckbehälter 43.
Die Leitung 11 zweigt Druckflüssigkeit aus der Schaltleitung 2 c durch die beiden Leitungen 51 und 48 in die Kammer 46 ab, um in dieser einen Flüssigkeitsdruck aufrechtzuerhalten, der den Differentialkolben 8, 25 in der Arbeitsstellung hochhält. Von diesem Zeitpunkt an, d. h., kurz nach der Betätigung des Servoventils 29, kann dieses ohne Unterbrechung der Belieferung der Schaltleitung 2 c wieder zum Schließen freigegeben werden. Dieser Zustand hält an bis zum Drücken des Druckknopfes 15 a, wodurch das andere Servoventil 24 geöffnet wird. Die Zuflußgeschwindigkeit von der Schaltleitung 2 c in die Kammer 46 wird durch die Düse 35 reduziert. Sind die relative Größe dieser Düse 35 und des vom Servoventil 24 gesteuerten Entleerungsauslasses so berechnet, daß der Durchlaß durch das Ventil 24 größer ist als die zeitliche Durchflußmenge durch die Düse 35, so entweicht die vorher im Raum 46 enthaltene Flüssigkeit durch die Leitungen 52, 54. Unter diesen Umständen wird der bewegliche Ventilkörper 8, 25 in die Ruhestellung verschoben, da der Differentialkolben 8 nicht mehr unter Druck steht, während der Differentialkolben 25 weiter dem Druck aus dem Druckspeicher 1 in dem Raum 53 ausgesetzt ist. Dadurch wird aber auch die Schaltleitung 2 c mit dem Behälter 43 in Verbindung gesetzt, während die Zufuhrverbindung zwischen dem Druckspeicher 1 und der Schaltleitung 2 c unterbrochen ist.
Beim Beispiel nach Fi g. 2 bezeichnet 1 wiederum einen Druckspeicher mit Druckflüssigkeit und la, 2b, 2 c, 2d die Leitungen, über die der Druckspeieher mit einem hydraulischen Stellmotor 3, der z. B. einen elektrischen Schließschalter betätigt, in Verbindung steht. Mit 4 ist der Kolben dieses Stellmotors bezeichnet; 5 ist eine Feder zum Zurückführen des Kolbens in die Ruhestellung, wenn der Stellmotor nicht unter Druck steht.
Das Steuerventil 9 wird über eine Leitung 11 a, Ub von der Ausgangsleitung 2 c, 2d gespeist. Mit 8' ist der Scheibenkolben des Steuerventils 9 und mit

Claims (1)

  1. 5 « 6
    10 eine auf diesen Kolben einwirkende Feder be- Eine zweite, auf Druck ansprechende Vorrichtung zeichnet. Der Kolben verschiebt über einen Stößel 41 erlaubt die Kontrolle durch bloßes Ablesen des ein hanteiförmiges Doppelkugelventil 5, 25' kleine- in der Ladeleitung 2 c des Stellmotors 3 herrschenden ren Durchmessers als der Kolben 8'. Mit 6 ist der Druckes, der Stellung des Stellkolbens und damit Einschaltelekiromagnet bezeichnet; 15 ist der Aus- 5 z. B. diejenige eines von diesem betätigten Schalters, schaltelektromagnet. Diese Vorrichtung 41 ist besonders vorteilhaft bei
    Beim Beispiel nach F i g. 2 gewährleistet die Steuer- der Steuerung eines Schalters, wenn dieser normaler-
    vorrichtung ein schnelles Entleeren des Stellmotors 3, weise unter Strom ist.
    trotz der beschränkten Leistung des Elektromagne- Die in F i g. 2 rein schematisch angedeutete Sicherten 15. Der bewegliche Ventilkörper in dem Steuer- io hebevorrichtung 34 ist in F i g. 3 dargestellt,
    ventil 9 ist so ausgebildet, daß vor dem Öffnen des- Unerwünschte Änderungen des Speicherdruckes selben kein toter Gang vorhanden ist, z. B. als Kugel. sind nicht unter allen Umständen vermeidbar, so daß Diese Ausbildung gewährleistet eine kurze Ansprech- fehlerhafte Schaltzustände auftreten können,
    zeit auf das Ausschaltsignal. Zwischen den Ventil- Die Sicherheitseinrichtung sorgt für das selbstkörperteilen 5 und 25' ist ein Stab 26 eingesetzt, so 15 tätige Ausschalten des Schaltgerätes, wenn der das daß der Kolben 8' sowohl das Öffnen des Teiles 5 hydraulische Steuerungsgestänge beaufschlagende wie auch das Schließen des Teiles 25' des Ventils Steuerdruck unter einen vorgegebenen Sicherheitsbewirkt, wenn das Steuerventil 9 mit Druckflüssigkeit wert liegt oder zu liegen kommt,
    beschickt wird. Wird aber das Steuerventil 9 entleert, Gemäß dem in der Zeichnung dargestellten Ausso gewährleistet die Feder 10 sowohl das Öffnen des 20 führungsbeispiel weist die Sicherheitseinrichtung ein entleerenden Ventilkörpers 25' wie auch das Schlie- aus einem Kolben 57 bestehendes Steuerorgan auf, ßen des füllenden Teiles 5. Die Füllfließgeschwindig- das in einem Zylinder 56 beweglich angeordnet ist. keit durch die Leitung 2 b wird vorzugsweise mittels Die eine Seite des Kolbens 57 ist über eine Leitung einer Blende 27 beschränkt, um den Austritt der 58 mit dem Speicher 1 verbunden, während die anFlüssigkeit während der sehr kurzen Zeit zu vermin- 25 dere Kolbenseite dem Druck einer Feder 59 ausdern, während welcher beide Ventilkörper 25' und 5 gesetzt ist. An der Kolbenstange 60 ist ein Kontaktgleichzeitig geöffnet sind. stück 61 angebracht, das bei einem Vorrücken des
    Das Steuerventil 9 weist, wie in F i g. 1, zwei von- Kolbens 57 unter der Wirkung der Feder 59 den
    einander unabhängige Zuleitungen auf. Die eine die- Stromkreis 62 des Elektromagneten 15 schließt,
    ser beiden Zuleitungen 28 a, 28 b, 28 c, die von einem 30 Für das normale Abschalten ist ein Druckknopf
    mittels des einschaltenden Elektromagneten 6 betä- 63 vorgesehen, durch welchen der Erregerkreis 62
    tigbaren Servoventil 29 gesteuert wird, gewährleistet von Hand aus geschlossen werden kann,
    das Zustandekommen eines Anfangdruckes zum Öff- Die Kraft der Feder 59 ist derart bemessen, daß
    nen des Ventilkörpers 5. Die andere Zuleitung 11 a, sie einen dem Kolben 57 zugeführten Flüssigkeits-
    11 b gewährleistet die automatische Beibehaltung des 35 druck dann überwiegt, wenn der Flüssigkeitsdruck genannten Druckes, solange das Steuerventil 9 nicht unterhalb eines vorgegebenen, die einwandfreie Konentleert ist. Rückschlagventile 30 und 31, deren ent- taktgebung gewährleistenden Sicherheitswertes liegt, sprechende Belastungsfedern mit 32 bzw. 33 bezeich- Die*Sicherheitseinrichtung wirkt in folgender Weise: net sind, sind in die Zuleitungen 28 bzw. 11 des Bei normalem, die einwandfreie Kontaktgebung Steuerventils 9 eingesetzt, um zu verhindern, daß 40 sichernden Steuerdruck des Speichers 1 wird der an Flüssigkeit gegen die eine oder andere Druckquelle einer Seite ständig mit der Förderseite des Speichers zurückfließt. Das Rückschlagventil 31 dient dazu, verbundene Kolben 57 entgegen der Wirkung der beim Betätigen des Servoventils 29 einen Zeitverlust Feder 59 in einer Stellung gehalten, in welcher das beim Zustandekommen des Betriebsdruckes im Kontaktstück 61 vom Erregerkreis 62 entfernt liegt. Steuerventil 9 zu verhindern. Das Rückschlagventil 45 Sollte nun aus irgendeinem Grund der vom Speicher 30 andererseits besitzt den Vorteil, daß ein Servo- gelieferte Steuerdruck in unbeabsichtigter Weise unventil 29 verwendet werden kann, bei dem ohne terhalb des vorgegebenen Sicherheitswertes sinken, Schaden kleine Leckverluste gegen den Niederdruck- so wird die nunmehr den hydraulischen Steuerdruck behälter eintreten können. Überdies kann der Aus- überwiegende Feder 59 das Schließen des Erregerschaltelektromagnet 15 von einer auf den Druck in 50 kreises 62 durch das vom Kolben 57 getragene Konder Quelle 1 ansprechenden Vorrichtung 34, z. B. taktstück 61 und somit das öffnen des Ausschaltüber ein hydraulisches System und elektrische Strom- Servoventils 24 bewirken, so daß das Schaltgerät bei kreise, wie sie in F i g. 3 gezeigt sind, automatisch Absinken des hydraulischen Steuerdruckes im Speigesteuert werden. Weiter kann auch die auf den eher unterhalb des vorgegebenen Sicherheitswertes Druck ansprechende Vorrichtung 34 eine Vorrich- 55 selbsttätig abgeschaltet wird.
    tung steuern, die ein Erregen des Einschaltmagneten 6 verhindert, wenn der Druck im Behälter 1 für Patentansprüche:
    den vorgefaßten Zweck nicht ausreicht.
    In F i g. 2 ist ein Entleerungsauslaß vorgesehen. 1. Hydraulisches Fernsteuerungsgestänge, ins-
    Dieser ist von einem Ventil 38 gesteuert und wird 60 besondere zum Betätigen elektrischer Schließ-
    beim Öffnen des Ventils 29 geschlossen, da zwischen schalter, mit einem Steuerventil, an dessen Ge-
    diese beiden Ventile ein Schiebestab 39 eingesetzt ist. häuse eine Druckmittelzuleitung, eine Schalt-
    Diese Anordnung dient dem Zweck, zwischen dem leitung und eine Druckmittelableitung angeschlos-
    Ventil 29 und dessen Sitz eventuell austretende Flüs- sen sind und in welchem ein Ventilkörper ange-
    sigkeit in den Flüssigkeitsbehälter abfließen zu lassen, 65 ordnet ist, dessen eine Seite durch ein Servoventil
    da diese Leckverluste sonst einen unerwünschten mit der Druckmittelzuleitung verbindbar ist, so
    Verlust des Flüssigkeitsdruckes im Steuerventil 9 ver- daß dessen andere Seite die Zuleitung mit der
    Ursachen könnten. Schaltleitung verbindet, dadurch gekenn-
    zeichnet, daß die durch das Servoventil (29) gesteuterte Seite des Ventilkörpers (8) durch eine mit einer Drossel (35) versehene Leitung (11) an die Schaltleitung (2 c) angeschlossen ist und außerdem durch ein zweites Servoventil (24) gesteuert wird, welches mit der Druckmittelableitung (44) verbindbar ist.
    2. Gestänge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper aus zwei Ventilkolben (8, 25) besteht, von denen der mit kleine-. rem Durchmesser (25) außen eine Ringnut aufweist, welche die Verbindung entweder zwischen Druckmittelzuleitung (2 a) und Schaltleitung (2 c) oder zwischen Schaltleitung (2 c) und Druckmittelableitung (44) herstellt, wobei der Ventilgehäuseraum über dem Ventilkolben kleineren Durchmessers (25) durch eine Umleitung (2 b) mit der Druckmittelzuleitung (2 a) dauernd in Verbindung steht.
    3. Gestänge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper aus einem federbelasteten (10) Scheibenkolben (8) besteht, der über einen Stößel ein hanteiförmiges Doppelkugelventil (25', 5) kleineren Durchmessers als der Kolben (8') verschiebt, wobei in den Ventilgehäuseraum über den Doppelventilkugeln die Druckmittelzuleitung (2b), in den Raum unterhalb der Doppelventilkugeln die Druckmittelableitung und in den Raum zwischen den Sitzen für die beiden Ventilkugeln die Schaltleitung (2 c) anschließen.
    4. Gestänge nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindungsleitung (28) zwischen Servoventil (29) und Ventilgehäuseraum unter dem Scheibenkolben (8) sowie in der Verbindungsleitung (11) zwischen diesem Raum und der Schaltleitung (2 c) je ein Rückschlagventil (30, 31) sitzt, die beide nur den Zustrom zum Raum unter dem Scheibenkolben (8) zulassen.
    5. Gestänge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Druckmittelzuleitung eine an sich bekannte, auf die Druckhöhe ansprechende Sicherheitsvorrichtung (56 bis 62) eingeschaltet ist, die bei bestimmtem, vorher eingestelltem Druck das Ablaßservoventil (24) öffnet.
    In Betracht gezogene Druckschriften:
    Deutsche Patentschriften Nr. 676 340, 831787.
    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
    609 667/210 9.66 © Bundesdruckerei Berlin
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