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Absperreinrichtung, insbesondere Umschaltventil mit Magnetauslösuüg
Die Erfindung betrifft eine Absperreinrichtung mit einem Antriebsorgang insbesondere
in Form eines Umachaltventiles mit magnetischer Auslösung als Antriebsorgan und
verzögerter gedämpfter Schließ- oder Öffnungsbewegung.
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Bei solchen Absperreinrichtungen ist es erforderlich, die Bewegungen
des Antriebsorganes gegenüber dem anzutreibenden Absperrorgan, und zwar in der Regel
das oder die Verschlußstücke, elastisch zu dämpfen
und hierfür ist
bereits vorgeschlagen worden, zwischen dem Ventilgestänge und dem Verschlußstück
eine Feder zwischenzuschalten und das Verschlußstück auf dem Ventilgestänge in akialer
Richtung verschiebbar auszubilden, Für eine eigengedämpfte Schließ- oder Öffnungsbewegung
des Verschlußstückes ist es weiterhin bekannt, dem Verschlußstück mittels eines
Gestänges, zusätzlich im Ventilgehäuse einen axial geführten Kolben zuzuordnen und
den vom Kolben eingeschl-oe-Bezian Arbeitsraum mehr oder weniger verzögert durch
Querschnittsregelungen mit dem Zu- oder -Ablauf zu verbinden, und zwar in Äbhän-gigkeit
der Bewegungen des Verschlußstückes selbst. Die Erfindung hat-zur Aufgabe, die Schließ-
oder Öffnungsbewegung' des Verschlußstückes bei einem solchen Absperrorgan nicht
nur elastisch oder in gedämpfter Weise auszuführen, sondern verzögert und gedämpft
auszubilden und erreicht dies in einfa.cher Weise dadurch, daß zwisehen dem Antriebeorgan
und dem Verschlußstück zunächst eine Speicherfeddr mit ihren Enden befestigt vorgesehen
ist und daß das Verschlußstück einen im Gehäuse axial und dicht geführten Zwischenkolben
trägt, der beidseitig vom zu steuernden Servomittel über mindestens eine Drosselöffnung
beauf schlagt ist.
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Durch diese Kombination eines mittels Servomittel
gedämpften
Zwischenkolbens einerseits und der zusätzlich zwischengeschalteten und an ihren
Enden am Antriebeorgan und dem Verschlußstück befestigten Speicherfeder andererseits
wird erreicht, daß bei Auslösung des Antriebsorganes, beispielsweise des Umschaltmagneten,
dieser erst gegen die Wirkung der Speicherfeder sich bewegt, während der Zwischenkolben
mit dem-Verschlußstück mit Rücksicht'auf seine Reibungs- und Dämpfungswerte s tillsteht
und erst verzögert nachfolgt, bis die in die Speicherfeder hineingeführte Umschaltenergie
abklingt und die Feder wieder ihre ursprüngliche Lage einnimmt. Das Verschlußstück
wird also verzögert und gedämpft über den Zwischenkolben geöffnet und in gleicher
Weise auch geschlossen.
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Beim Abschaltvorgang wird die Äbschaltenergiedes Schaltmagneten zunächst
in die Speicherfeder übertragen und diese zusammengedrückt, welche sich dann zu
strecken beginnt, bevor der Zwischenkolben mit, dem Verschlußstück anfangen kann,
in die Schließstellung überzugehen.
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Die Einrichtung nach der Erfindung eignet sich insbesondere auch für
solche magnetisch auslösbaren Umschaltventilet bei denen der Schaltmagnet ein Hilfeventil
antreibtp welches von sich aus erst einen Zwischenkolben mit dem Zu- und Ablauf
wechselseitig verbindet, der da= das Verschlußstück antreibt und wobei zwischen
diesem
Kolbän und dem Verschlußstück die Einrichtung -nach der Erfindung zwischengeschaltet
wird. Die Umschaltetöße und Beanspruchungen dieser vom Hilfsventill ausgelösten
Zwischenkolben wer--den dann mit der Einrichtung nach der Erfindung entsp-rechend
entlastet und verzögert geschaltet und gedämpft.
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Die Speicherfeder kann dabei zwischen dem Antriebsorgan und dem Verschlußstück
als Zugfeder an ihre n Enden befestigt sein.und dabei einen zwischengeschalteten
einstellbaren Anschlag entweder auf dem Antriebsorgan oder dem Zwischenkolben besitzen,
welcher als kraftschlüssig wirksam werdende Verbindung dann in der einen oder der
anderen Schaltrichtung des Verschlußstückes dient. Wird eine Druckfeder anstelle
einer Zugfeder verwendet, dann kann das eine Ende des Anachlages gleichzeitig als
Befestigung für das eine--Ende der Druckfeder dienen, wobei sieh dieses freie Anschlagende
bei Umschaltung dann als kraftschlüssige Verbindung gegenüber dem Verschlußstück
abstützt.
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In einer Weiterbildung empfiehlt es sich, zwischen dem Antriebsorgan,
beispielsweise dam Magnetanker und dem zugehörigen freien Federende ein Übersetzungsgestänge
einzuse halten, wobei der Hebeldrehpunkt dieses Übersetzüngsgestänges noch einstellbar
sein kann, um das Übersetzungsverhältnis zu verändern. Für eine weitere zusätzliche
Dämpfung der Ankerschaltbewegungen kann
dann noch zwischen dem Federende,-undcbm
Antriebsorgan eine weitere Speicherfeder und parallel zu ihr ein Dämpfungskolben
eingeschaltet sein.
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Wie im einzelnen die Erfindung ausführbar ist, zeigen mit den für
sie wesentlichen Teilen-die Ausführungsbeispiele in den Zeichnu#gen, und zwar:-Fig.
1 einen schematischen Schnitt-durch ein Absperrorgan in Form eines magnetisch
auslösbaren Durchgangsventiles, Pig. 2 eine Einrichtung nach Fig. 1 mit einer
kraftschlüssigen Abstützung zwischen dem .äntriebsorgan und dem.Verschlußstück in
einer der Schaltrichtungen, Pig. 3 eine gleiche Einrichtung, jedoch mit einer
Druckfeder als Speicherorgan, Fig. 4 eine Weiterbildung nach Fig. 1 mit einem
Übersetzvungsgestänge und Fig. 5 im Schnitt eine- Einrichtung nach Fig. 4
mit einer zusätzlichen Abschalidämpfung für die Ankerschaltwege.
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In dem Ventilgehäuse 1 ist das als Durchgangsventil ausgebildete
Verschlußstück-2 vorgesehen, wobei bei 3 der Zu- und bei 4 der Ablauf des
zu steuernden Servomittels angeordnet ist. In dem Ventilgehäuse befindet sich in
an sich bekannter Weise ein axial
geführter Zwischenkolben
5p der Drosselöffnungen 6
aufweist. Dieser Zwischenkolben ist mi t
dem Gestäng - e 7
des Verschlußstückes 2 fest verbunden. Vom Zulauf
aus wird der Zwischenkolben 5 auf seiner unteren und oberen Seite mit dem
Servomittel beaufschlagt und über di-e Dr osselöffnungen 6 erfolgt dann-die
Verdrängung des Servomittels entsprechend der Größe dieser Drosselöffnungen, so
daß eine Dämpfungsbewegung des Verschlußstückes 2 sichergestellt ist.
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-Um diese Dämpfungsbewegung des Verschlußstückes 2 in einer der Bewegungsrichtungen
weitgehend aufzuheben, kann der Zwischenkolben 5 Bohrungen 8 aufweisen,
die durch federbelastete, an sich bekannte Rückschlagventile 9 in einer der
Bewegungsrichtungen des Kolbens 5
verschlossen werden. In dem Ausführungsbeispiel
werden' die Bohrungen 8 bei Aufwär#tsbewegung des Zwischenkolbens
59 d. h. in der Öffnungsrichtung des Verschlußstückes 2 verschlossen.
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Auf der Rückseite des' Zwischenkolbens 5 ist die Speicherfeder
lo in Form einer Zugfeder befestigt" wobei das.obere Ende 11 der Speicherfeder
mit dem Antriebsorgan 12 ebenfalls fest verbunden ist. Das Antriebsorgan 12 ist
in dem Ausführungsbeispiel der Anker eines Umschältmagneten 13. Als Antriebsorgan
kann aber auch jedes weitere Antriebsorgan für die Öffnungs- oder Schließbewegung
des Verschlußstückes 2 dienen, und zwar
beispielsweise das Ende
eines weiteren Umschaltkolbens, der von einem Hilfsventil aus an den Zu- und Ablauf
3
und 4 angeschlossen wird, um das Verschlußstück 2 zu öffnen oder zu schließen.
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Der Magnetanker 12 in dem Ausführungsbeispiel wird mittels der zusätzlichen
Feder 14 in seine untere Stellung bei Abschaltung in an sich bekannter Weise verschoben.
Wird der Magnet 13 eingeschaltet und das Antriebsorgan und zwar im vorliegenden
Falle der Magnetanker 12 in die obere Stellung schlagartig Übergeführt, dann wird
dieser Antriebaimpuls zunächst durch Streckung in die Speicherfeder 10 eingeleitet,
ohne daß zunächst diese Bewegung auf das Verschlußstück 2 zur Einwirkung kommt.
Die aufgeladene Speicherfeder 10 beginnt jetzt den Zwischenkolben
5 naohzuziehen und sich auf diese Weise wieder zu entladen und die ursprüngliche-lage
einzunehmen. Das Nachziehen des Zwischenkolbens 5 erfolgt in mehr oder weniger
gedämpfter Form entsprechend der Größe der Drosselöffnungen 6, die noch in
nicht dargestellter Weise einstellbar sein können.
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Damit wird eine verzögerte und gleichzeitig gedämpfte Umschaltbewegung
des Verschlußstückes- 2 durchgeführt. Bei Abschaltung des Magnetankers 12 wird wiederum
dieser Abschaltstoß nicht sofort auf das Verschluß4 stück 2 übertragen, sondern
erst in die Speicherfeder
10
| gegeben, die-wiederum entsprechend der Größe der |
| Drosselöffnungen 6 den Zwischenkolben 5 anfängt
zu |
| .verschieben, zusammen mit dem Verschlußstück 2, wobei |
| in dieser Richtung die Verschiebe- und Schließbewegung |
| beschleunigt erfolgt, da sich das Rüakschlaigventil'9 |
| jetzt gegen seine Feder zu öffnen beginnt. |
| In dem Auäführungsbeispiel in Fige 2 ist wiederum- |
| ein Abschaltmagnet 13. mit dem Magnetanker 12 als Antri
- ebs- |
| organ vorgesehen wobei jedoch am Magnetankerende ein |
| einstellbarer Anschlag 15 befestigt ist, der'gleichzeitig |
| als Führung und Festlegung des einen Federendes der Zug- |
| feder 10 dienen kann. Das freie LYde 1.6 des.Anschlages |
| stätztsich dann bei Abschaltung des Magnetankers 12 |
| auf der Stirnseite des Zwischenkolbens 5 kraftschlüssig
aU, |
| sobald -der Abschaltetag minde'st ens.- #ei Iweise in -der, |
| Speicherfeder aufgefangen ist. Auf diese, Weise wird CI:te, |
| Schließbewegung des Verschlußstückes 2 in dem Ausführ
=#g"q- |
| beispiel mindestens teilweise kraftech#lüs.%',ig durchgze:t-üh,-rt-. |
| igs :Lot Jedoch, auch denkbar, Deng Anschlag umgekehrter |
| weise am Zwilochez&Glben, 5 Z u- betestigen ünd
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um ihr eines Ende
18 zu befestigen,_während das andere
Ende
19 an dem freien gelde
16 des einstellbaren Anschlages
15 befestigt ist.
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Auch hier dient das freie Ende 16 des einstellbaren Anschlages
15 als kraftschlüssige Verbindung zwischen Antriebeorgan und Zwischenkolben
5 für die Schließbewegung des Verschlußstückes 2 auf einem Teil des Schließweges.
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In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist von einem Duxchgangsventil
ausgegangen, jedoch ist das freie Ende 20 der Zugfeder 10 jetzt nicht mehr
mit-dem Antriebsorgan 12 unmittelbar verbunden, sondern es ist sehen diesem Antriebsorgan
und dem Federende 20 eine Hebelübersetzung 21 zwischengeschaltet, die-bei 22 drehbar
gelagert ist.. Diese drehbare Lagerung kann noch in Pfeilrichtung
23 einstellbar sein, um das Übersetzungsver-. hältnie zu-verändern.
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Anstelle einer solch-en Hebelübersetzung ist es auch möglich9 wie
bereits schon.eingangserwähnt, das Antriebsorgan 12 in Form eines magnetisch schaltbaren
Hilfsventiles auszubilden und von diesem,Hilfsventil h ydra. ulische Übersetzungen,in
der Wei-se-zu schalten, daß beispiej-sweise. ge ei das-,An an zlichen 12 eatzt das
-,Gestän -nes at, ...UmsehUtkolbens d-arstell#,. ..der mittelp eine#s.,4,eA.sp#p#Laweise
magnetisch
auslösbaren Hilfsventiles in bekannter Weise mit dem Zu- und Ablauf 3 und
4 so verbunden wird, daß er im Takt der Schaltbewegungen des Hilfsventiles, entsprechend
seiner gewählten Querschnitte und seiner Umschaltwege wesentlich größere Umschaltkräfte-auf
das Verschlußstück 2 iiberträgt, wobei dann das Gestängeende des Umschaltkolbens
mit der Speicherfeder 10 fest verbunden wird und entsprechend der gewählten
Querschnitte des Umschaltkolbens ist dWm eine sogenannte hydraulische Übersetzung
eingeschaltet.
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Es ist schließlich-auch,denkbar, mehrere derartiger -U"ohaltkolben
mit verschiedenen, und zwar zunehmenden Querschnitten in bekannter Weise vorzusehen
und den letzten Umschaltkolben dahn.mit der Speicherfeder 7 zu verUnden.
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In demAusführungsbeispiel in#Fig. 5-ist ails-,Weiter-zbildung nach
Fig. 4 das Übe-rsetzungsgestänge 21-mit-seinem vorzugsweise einstellbaren Drehpunkt
22 nicht unmittelbar mit dem Antriebsorgan. 12 verbunden-" sondern* die se Verb'inzwischen
dem freien Hebelend#e 24 und dem Antriebs-, organ 12#erfolgt-unter Zwischenschaltung
etnerweiterän'
| Speicherfeder-25 und einem zu dieser parallel geschalteten |
| Dämpfungskolben 26, wobei die beiden Ge-, teile |
| ,und 28 dann gegeneinander bewegbar ausgebildet a'fri7d
üüd` |
| auf diese-Weise eine sogenannte eIgengedämpftel Einrichtung, |
| insbesondere für die Ankerabschaltl:#ewegungen, darstellen. |