DE1588801A1

DE1588801A1 - Elektrische Steuervorrichtung fuer eine Hydraulikschaltung

Info

Publication number: DE1588801A1
Application number: DE19671588801
Authority: DE
Inventors: Jean Piret
Original assignee: Simca Automobiles SA
Current assignee: Simca Automobiles SA
Priority date: 1966-11-25
Filing date: 1967-11-25
Publication date: 1970-04-30
Also published as: FR1508374A; BE706580A; GB1212214A; CH483568A; ES347197A1; SE334543B; US3489063A

Description

PotenlonwäH*
Dr. Ing. H. Negfcndank

DipL Ing. H. Hauck
^: ipl. Phys. W. Schmtt2

IeI. 533CS86

S.A. Societe des

Automobiles SIMCA ·

136, Ave. des Champs EIysees 6. Februar 1970

75 - Paris / Prankreich Ahwaltsakte M-219

Elektrische Steuervorrichtung für eine Hydraulikschaltung

Die Erfindung betrifft eine elektrische Steuervorrichtung für eine Hydraulikschaltung zur Betätigung eines beidseitig beaufschlagbaren Kolbens eines Stellmotors, insbesondere eines Stellmotors für Maschinenwerkzeuge, die mittels einer Hydraulikflüssigkeit betätig werden. ·

.Es ist bekannt, zum Hin- und Herbewegen eines mechanischen Bauteil (wie z.B. ein Werkzeugschlitten, einen Pressenstempel, ein Greifwerkzeug oder dgl.) eine Hydraulikschaltung zu verwenden, die ab- j wechselnd auf die eine oder andere Seite eines beidseitig beaufischlagbaren Kolbens eines Stellmotors wirkt, wobei die Kolbenstange

!mit dem zu bewegenden Bauteil· fest verbunden ist.

Die einfachsten Hydraulikschaltungen, die in Verbindung mit einem beidseitig beaufschlagbaren Stellmotor verwendet werden, bestehen

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im allgemeinen aus einer Druckquelle für die Hydraulikflüssigkeife ι wie z.B. einer Pumpe, die die Hydraulikflüssigkeit aus einem Behalter ansaugt, einem Druckregler zum Regeln des Maximaldrucks in der Saugleitung der Pumpe -und einem-Verteilerventil, das in der Saugleitung zwischen dem Druckregler und dem Stellmotor angeordnet ist. Das Verteilerventil kann drei Stellungen einnehmen, durch : die die folgenden Verbindungen hergestellt werden: In der ersten

Endstellung des Verteilerventils eine Verbindung zwischen der ■' linken Kammer des Stellmotors und der Saugleitung einerseits und ι zwischen der rechten Kammer des Stellmotors und der Rückführlei-.' tung zum Behälter andererseits; in einer mittleren Stellung des Verteilerventils eine Verbindung zwischen den beiden Kammern des ^; Stellmotors und der Saugleitung und der Rüekführleitungj in der anderen Endstellung des Verteilerventils eine Verbindung zwischen der rechten Kammer des Stellmotors und der Saugleitung einerseits j und zwischen der linken Kammer und der Rückführleitung anderer-■ seits.

Die elektrischen Steuervorrichtungen solcher hydraulischer Schaltungen besitzen gewöhnlich: zwei Elektromagnete, von denen der eine auf der einen und der andere auf der anderen Seite des Verteilerventils angeordnet ist und die auf das Verteilerventil in entgegengesetzter Richtung wirken, um es aus seiner mittleren Stellung in die eine bzw. in die andere Endstellung zu bewegen; eine zur Steuerung der Elektromagnete dienende elektrische Schaltung, die aus zwei Endschaltern zur Bewegungsbegrenzung und einem Umkehrschalter zur Bewegungsumkehr besteht, wobei alle drei Schalter über einen auf der Kolbenstange des Stellmotors angebrach ten Nocken betätigt werden; zwei den Elektromagneten zugeordnete

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Beiais sowie einen Zeitschalter, .der die Erregung des zweiten i !Elektromagneten verzögert, nachdem der erste Elektromagnet entregt ist.

I Diese bekannte elektrische Steuervorrichtung ist in einem Schutzschrank untergebracht., der neben dem Maschinenwerkzeug vorgesehen _:ist. Aus diesem Grund müssen zwischen den verschiedenen in dem Schutzschrank angeordneten elektrischen Elementen und den unmittelbar neben den Elektromagneten angeordneten elektrischen Elementen .Verbindungsleitungen vorgesehen werden, wobei der Erregerstrom der Elektromagnete wesentlich größer als der Strom der elektrischen Schaltung ist, zu der die Relais und die Schalter gehören. Die •Relais sind im übrigen verhältnismäßig teuer, wodurch die Kosten der gesamten .Einrichtung beträchtlich erhöht werden. Da überdies die Erregung und die Entregung der Elektromagnete nur in Abhängigkeit .von der Stellung des Stellmotorkolbens mittels des Nockens und der Endschalter einerseits und des Zeitschalters andererseits gesteuert werden, ist die Betriebssicherheit nicht vollkommen.

Die Erfindung vermeidet alle diese Nachteile. Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Steuervorrichtung für eine wie oben beschriebene Hydraulikschaltung zu schaffen, die ohne Relais und ohne getrennten Schutzschrank auskommt und bei der eine zusätzliche Steuerung der Erregung der !Elektromagneten in Abhängigkeit von der Stellung des Verteilervenitils vorhanden ist. . ·

Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabö wird ausgegangen von einer elektrischen Steuervorrichtung für eine Hydraulikschaltung !

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zur Betätigung eines Stellmotors, wobei die Hydrauliksehaltung aus einer Druckquelle für die Hydraulikflüssigkeit wie z.B. einer Pumpe, die die Hydraulikflüssigkeit aus einem Behälter ansaugt, einem Druckregler zum Regeln des Maximaldrucks in der Saugleitung der ι Pumpe und einem hinter dem Druckregler angeordneten Verteilervenjtil besteht, mit zwei Elektromagneten, von denen der eine auf der ■ einen und der andere auf der anderen Seite des Verteilerventils i angeordnet ist, und einer elektrischen Schaltung zur Steuerung ,[der Elektromagnete, bestehend aus zwei Endschaltern zur Bewegungs- :begrenzung und einem Umkehrschalter zur Bewegungsumkehr, die alle drei über einen auf der Kolbenstange des Stellmotors, angebrachten : Nocken betätigt werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei Unterbrecher mit je zwei Schaltkontakten vorgesehen sind, die jeweils durch den beweglichen Anker des entsprechenden Elektromagneten betätigbar sind, und zwar über eine in einer Richtung wirksame mechanische Übertragungseinrichtung, die mit dem Ventilkörper ; des Verteilerventils verbunden ist, wobei der eine der beiden iSchaltkontakte eines Unterbrechers im Erregerstromkreis des einen : der beiden Elektromagnete und der andere Schaltkontakt im Erregerstromkreis des anderen Elektromagneten angeordnet ist, und daß jeder Unterbrecher mit seinem zugehörigen Elektromagneten in einem abgedichteten Gehäuse untergebracht ist, das unmittelbar am Verteilerventil befestigt 1st.

Somit sind die Relais und der getrennte Schutzschrank überflüssig;: die Erregung der Elektromagneten wird in Abhängigkeit von der \ Stellung des. beweglichen Ventilkörpers des Verteilerventils - -.,.; - ,4·· - _./.. - ■'.. . ■.;■■■

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: geregelt; außerdem ist die Betriebssicherheit der Steuerung der • Hydraulikschaltung erhöht.

'; Anhand von Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung' _; näher erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 eine Hydraulikschaltung zur Betätigung eines Stellmotors mit einer dazugehörigen elektrischen Steuervorrichtung,

•Fig. 2 ein Schaltschema der elektrischen Steuervorrichtung der ι Pig. 1.

Ein Stellmotor 1 (z.B. für ein Maschinenwerkzeug) besitzt einen ■!■ Kolben 2, der im Inneren des Stellmotors gleitet und mit einer . Kolbenstange J5 verbunden ist, die in einer öffnung des Stellmotors abgedichtet gleitet und z.B. an ihrem freien Ende einen Nocken 4 I und ein nicht dargestelltes Werkzeug trägt. Der Kolben 2 begrenzt)

im Zylinder des Stellmotors 1 zwei Kammern 5 und 6, die jeweils ' über eine Leitung 7 bzw. 8 mit einem Verteilerventil 9 in Verbin-i dung stehen. Das Verteilervent11 9 besitzt einen Ventilkörper, j der entsprechend den drei in der Fig. 1 schematisch dargestellten

I- Stellungen 9a, 9b und 9c eine Verbindung zwischen einer Saugleitung 10 einer Pumpe, den Kammern 5, 6 des Stellmotors 1 und

J einer RUckführleitung 11 zum Vorratsbehälter 12 der Pumpe herstellen kann.

In seiner mittleren Stellung 9b stellt das Verteilerventil 9 eine Verbindung zwischen derSaugleitung lo, der Kammer 5_S öer Kammer 6 und der Rückführleiturig 11 her. Das HeiOt, daß die

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Leitungen 10 und 11 und die Kammern 5 und 6 miteinander in Ver-

i bindung stehen, so daß in all diesen Bauteilen nahezu der Druck

Null herrscht; In der linken Endstellung 9a des Verteilerventils ■ verbindet das Verteilerventil 9 die Saugleitung 10 mit der Kammer;

5 und die RückfUhrleitung 11 mit der Kammer 6.

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In der rechten Endstellung 9c stellt das Verteilerventil 9 eine Verbindung zwischen der Saugleitung 10 und der Kammer 6 einerseits und zwischen der RUckführleitung 11 und der Kammer 5 andererseits her. -

In einer Abzweigung der Saugleitung 10 ist ein Druckregler 13 vorgesehen, der den in der Saugleitung 10 herrschenden Maximaldruck begrenzt.

Das Verteilerventil 9 ist auf entgegengesetzten Seiten mit Federn 14 und 15 beaufschlagt, deren Kraft gleich ist und die in entgegengesetzter Richtung wirken. Die Federn 14, 15 halten das Verteilerventil 9 in seiner mittleren Stellung 9b, wenn keine andere Kraft auf das Verteilerventil wirkt.

An jedem Ende des Verteilerventils 9 ist eine Übertragungsstange 16 und VJ vorgesehen, die mit dem beweglichen Anker 18 bzw. 19 des entsprechenden Elektromagneten A, B zusammenwirkt. Das freie _: Ende des Ankers.18, 19 trägt einen Stößel 20, 21, der auf einen

zweiarmigen Hebel 22, 23 wirkt. Der Hebel 22, 23 wirkt an seinem anderen Ende mit einem Unterbrecher mit zwei Schaltkontek ten -' B₁, Bp und A₁, A₂ zusammen, wobei der von seinem zugehörigen

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'Elektromagneten betätigte Unterbrecher das gleiche Bezugszeichen IA oder B beträgt. Der Unterbrecher mit den beiden Schaltkontakten :Α,, Ap wird also von dem beweglichen Anker 18 des Elektromagneten - ,A und über eine-in einer Richtung wirkende Übertragungseinrichtung •betätigt, die aus der Übertragungsstange 16, dem Ventilkörper des Verteilerventils 9» der Übertragungsstange 17, dem beweglichen Anker 19 des Elektromagneten B, dem Stößel 21 und dem Hebel -23 be-.steht. ;.

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Die.Betätigung des Unterbrechers B₁, B₀ erfolgt in der gleichen : Weise über den beweglichen Anker 19 des Elektromagneten B und über die verschiedenen Teile der besagten Übertragungseinrichtung mit Ausnahme des Stößels 21 und des Hebels 23, die in diesem Fall durch den Stößel 20 und den Hebel 22 ersetzt werden. j

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,Die Unterbrecher A₁, A₂ und B₁, Bg, die Jeweils der Wirkung einer j Feder 2k, 25 ausgesetzt sind, sind mit den Hebeln 22, 23 derart verbunden, daß in der mittleren Stellung 9b des Verteilerventils 9 die Schaltkontakte Ap und B₂ geschlossen und die Schaltkontakte ;A, und B. offen sind. -

IDer Nocken 4 wirkt mit zwei Endschaltern Fc und Fc₁ zur Bewegungs4 begrenzung und einem Umkehrschalter Fc₂ zur Bewegungsumkehr zusammen. Die Anordnung dieser Schalter ist derart, daß in der Anfangsstellung des Kolbens der Nocken 4 mit dem Endschalter Fc_Q und in der Endstellung des Kolbens dieser Nocken mit den Schaltern e₁ und Fc₂ zusammenwirkt.

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Wenn der Stößel des Endschalters Pc₀ vom Nocken 4 betätigt wird, ist dieser Endschalter offen· Wenn der Stößel der Schalter -und PCg, die auf dem gleichen StUSeI angebracht sind» mit dem Nokken 4 in Berührung steht, ist der Endschalter Pc₁ offen und der Umkehrech&lter PGg geschlossen. Der Endschalter Pc₁ öffnet sich, sobald ι die schräge Fläche des Nockens 4 mit seinem StOBeI In Berührung kommt, wShrend sich der Umkehrsahalter erst schließt, wenn sloh der SttfSel auf der ebenen Oberfläche des Dockens 4 befindet* Me elektrische Steuervorrichtung wrird über elektrische Leitungen *30,31 von einer Wechselgtrormiuell® mit Strom versorgt und besteht aus zwei elektrischen Stromkreisen U₁ und U₂, die jeweils Mit der Erregerspule der Elektromagneten A bzw. B versehen sind. .

Gang allgemein ausgedrückt sind die verschiedenen Schaltkontakte, Sohftlter und unterbrecher, die In Pig. 2 dargestellt sind, von zweierlei Art* Alle Scnftltkontakte» die sich auf der linken Seite einer elektrleoiien Leitung bezüglich der dichtung des Pfeils P befinden, sind geschlossen, tiiad die SöhÄltkontakte, die sich auf der rechten Seite einer elektrischen Leitung befinden, sind geöffnet , wenn sie nicht durch ihre «Klatschenden S teuer organ β JbatEtig werden« - ·"" ■ / ■ \ - "■■:"" -

Zu dem - «mit·» ©lekfcrisohsss Stromkreis ■ U^ g@nörfc äer Fe,* ***** 3-ⁿ Sufi® gegöhfeit*t ist mit. #iis@r« FaraXIelsohaltung, die alte a

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Die Parallelschaltung ist mit dem Sehaltkontakt Bg des anderen Unterbrechers B₁, B₂ in Serie geschaltet, und diesem Schaltkontakt B^ folgt die Erregerspule des Elektronügneten A.

Der andere elektrische Stromkreis Ug wird von einer Parallelschaltung gebildet _S: die einerseits au* dem timkehrsohalter Fo„ und andererseits dem Endschalter Fq_q und dem Sehaltkontakt B₁des Unterbrechers By# Bg, die in Serie geschaltet sind, besteht. Die Parallelschaltung ist mit dem Sehaltkontakt Α«, de®· ^d*^e Erregerspule des Elektromagneten B folgt, in Serie geschaltet.

Die Betriebsweise der Vorrichtung ist wie folgt ι Wenn keiner der Elektromagneten A und B erregt ist, nehmen die verschiedenen Organje der erfindungsgemSSen Steuervorrichtung und der Hydraulikschaltung die in der Fig. 1 dargestellten Stellungen ein. Der Kolben 2 befindet sieh somit in seiner linken Eßdütellung, der Endschalter Fc₀ is, t offen, der Endschalter Fc* geschlossen, der Umkehrsohalttx FCg offen, das Vertsilerventil 9 befindet», «ich in seiner mittlerer Stellung 9b, die Schaltkofttmkt® A₂ und B₂ iind geschlossen und die SchaltkontEkti A₁ und B, offen, *

Um das Vert$iles?v#ntii f:t&_: 8«in«r.- Stellung d.h.. ui8^;-<l« Kolben- % '^tM link» nmh reahtt'SU bewegen,"

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man .den Hauptsoaalter tfcg wodiuftb um Bitkt3?Q«agn«t A erregt Der'.-'Aiuccr 1.8 v$r.g|it**iit--'iiläh: fön. link* naob, !»eohteund btwtgt

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Bewegung" Übe*· -^:iiia'.llb«srvrasung»«tanse 16 des ?eyteilerv#ntile

17 um Ankert 19 üea Elkträt

Ag zu Beginn der .Bewegung- des Ankers 18 öffnet und der Schaltkontakt Aj sieh am Ende der Bewegung des Ankers schließt.

Die Erregung des Elektromagneten A erfolgt also nun über den geschlossenen SohaltkontaktFc^, A^ und_B_g, und der handbetätigbare Hauptschalter Ma kann losgelassen werden.

In der Stellung 9a des Verteilerventils 9 ist die Kammer 5 des Stellmotors 1 mit der Saugleitung 10 verbunden, und der Kolben 2 verechiebt sich somit unter der Wirkung des Drucks in der Kammer von linke nach rechts, während die Kammer 6 des Stellmotors1 mit der Rtickführieitung 11 verbunden ist. Zu Beginn der Bewegung des Kolben* 2 gibt der Nocken 4 den Endschalter Fo₀ frei, der sich daraufhin schließt, was jedoch zunächst ohne Folgen bleibt. Wenn der Kolben 2 da« rechte Ende des Stellmotors 1erreicht, öffnet die schräge Fläche des Nockens 4 den Endschalter Fc j, der die Stromversorgung dta Elektromagneten A unterbricht. Wenn der Stößel dieses Schalters an der ebenen Oberfläche des Nockena 4 anliegt» sieh der Umkehreohalter Fo₂.

Sobald der Elektromagnet A entregt ist, bewegen die Federn 14 und 5 das Verteilirveiitiii"-$in seine mittlere Stellung 9b zurück, bei der iSer Söhftlticontakt Aj gesöhloiaen 1st, so daß die Erregerspule des SIcktrömftgr.eter, B W&er άΐέ gesohlossene Sahaltkontakte Fo₂ un<l Äjg_: erregt nerdet* *k»im». ^: . .

Die iPrtgung des Elektromagneten B bewirkt die Verschiebung des 19 des fertclierventlls $ wid des Ankere 18 des nicht

A und de® Hebels 22, so daß sich der

ORIGINAL SiNiSPcGTEP

Schaltkontakt B_g zu Beginn der Erregung des Elektromagneten B Öffnet und der Söhaltkontakt· B₁ sich schließt, wenn das Verteilerventil 9 seine Stellung 9c einnimmt, in der die Kammer 5 mit der Rück ftlMeitung 11 und die Kammer 6 mit der Saugleitung "10 verbunden

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Das Schlieflen des Sehaltkontaktes B₁ bewirkt jetzt, parallel zum Umkehrschalter Fe_g, die Stromversorgung der Erregerspule des Elektromagneten B. Der Elektromagnet B wird aleo nicht pfrrliiS* wenn sich de"r Kolben 2 von rechts nach links bewegt und wenn der Hocken k den Umkehrschalter Fc_g freigibt, der sich von neuem öffnete ' - . .- ".. . * ■■.;■■

Das Schlieflen des Endschalters Fc₁ hat keine Wirkung auf die Erregung des Elektromagneten A, vorausgesetzt, dal der Schaltkonr takt-B_g offen ist. Wenn der Kolben 2 das linke Ende des Stel?.· motors 1 erreicht, i$ffnet der Nocken k den tJmkehrschalter Fc_g, der die Stromversorgung des Elektromagneten B unterbricht, so dafl die Federn 14 und 15 das Verteilerventil 9 in seine mittlere Stellung 9b zurtickbewegen. In dieser Stellung des Verteilerventils 9 sind die Sehaltkontakte A_g und B_g von neuem geschloasen und die Sehältkontakte A₁ und B₁ offen.

Die Erregung eines Elektromagneten kann jedoch, erst erfolgen, nach dem die Stromversorgung des anderen Elektromagneten unterbreohen ist, da die Unterbrechung erst mitgeteilt wird, wenn'eich der YentllkSrper des ferfeeilervemtlläs in die Mttit* .bewegt« Somit ist eine ..ZUfSllige. Sr-Fegiiag. ausgesölilosöeni lh *>w ¹Ja⁺" netzen die Söhaltkontalct©. I₁J, ~h_n -und'.B^« B₁ eiaeti l'iz\:>^\ * -s ν «te*-* -*ret

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nach einer gewissen Verzögerung, die von der Ansprechzeit der Stromunterbrechung des anderen Elektromagneten herrührt,und nach einer bestimmten Bewegung des Ventilkörpers des Verteilerventils unter Spannung. Auf diese Welse regeln die Schaltkontakte das Ende eines Zyklus des Verteilerventils, bevor sie den folgenden Zyklus steuern.

Wenn man während einer ersten Hin- und Herbewegung des Kolbens 2 den Zyklusschalter Ca geschlossen hat, erfolgt die Stromversorgung der -Erregerspulr- des Elektromagneten A automatisch über diesen Zyklusschalt^"" Ca und den Schaltkontakt Bp, der sich geschlossen hat, und ein neuer Arbeitszyklus beginnt. Im entgegengesetzten Fall, wie er in Fig. 2 dargestellt ist, bleibt der Kolben 2 in seiner linken Endstellung.

Es versteht sich von selbst, daß das beschriebene Ausführungsbeispiel nur zur Erläuterung und nicht zur Beschränkung der Erfinduni dient.

Die Erfindung findet Anwendung bei allen System^it Steuerschaltern und —Unterbrechern, deren Bewegung von einem Verteilerventil oder dem beweglichen Anker eines dem Verteilerventil zugeordneten Elektromagneten ausgeht.

Die Zahl der Schaltkontakte für die Elektromagneten ist nicht auf zwei beschränkt, sondern man kann auch vier oder eine beliebige Anzahl verwenden, um den automatischen Ablauf eines komplizierteren Zyklus zu steuern.

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Bis erfinätingsgemSße Prinzip Imnn auch bei pneumatischen Te'r-

mit ^;einem JTentilkSrper, mit Klappen, mit einem l,n6in^;-I)relx1;ellei» oder auch bei ganz anderen Verteiler systemen angewendet werden» Es kann auch bei Anlagen verwendet werden> bei denen das au bewegende Bauteil durch Druck-* öl oder ein anderes7 Antriebsfluid bewegt wirdj in diesem Fall bietet die Erfindung den Vorteil, daß die Anzahl der Relais und' der Schalter des Sehutzschranks verringert werden.

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Claims

Patentanspruch

Elektrische Steuervorrichtung für eine Hydraulikschaltung zur Betätigung einen 3tel. Lrnobors, wobei die Hydraulikschaltung aus einer Druckqufi! Iu für die Hydraulikflüssigkeit wie z.B. einer Pumpe, die die Hydraul Lief UbssLg¹- ,.-Lt aus einem Behälter ansaugt, einem '

i " i

j Druckregler :u;n Flegein d-'ü Waxlmalclrucks Ln d*u· .'/-tu- leitung der i Pum ρ ο und einem hinter d mi Druci.rfjgler an^oordn;.}*' η 'ort- :ilerven- ; ; ti] besteht, mit y,w.\ VI ,·.·', (magneten, von df.;n · η ler ein^ auf der

leinen und dor -^idere ^;ι·!ί' d.;r anderen Sei':*¹ d^:,·:·:. V η·⁽ . ; ler /antils

j angonrdiio'. L;>t, \n\d ei.ü'i >\ r-.u fr L sehen JcIi iL¹:.;! ; .;ur Jteuerung der Elekr.romu;'iif^! a, Lie;;*,eheni ^:ri:, /,wel Ends-iia 11 ;; i, .-. \e i;"we,;ungsbe-'fiel mit el now Niü ^ -racüialter /.nv \^y-':\i\n:"s\,^kehc_l die

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ORiGiNAL

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rjwar Uhor eine mechanische, in einer Richtung wirksame Uber- < tragungseinricht.ung (16, 17, 20, 21, 22, 23), die mit dem Ventilfcörper des Verteilerventils (9) verbunden ist, wobei

j der eine (Ap oder Bp) der beiden Schaltkontakte eines Unterbrechers im Erregerstromkrc.'■ r; des einen (A oder B) der beiden Elektromagnete und der andere uer Schaltkontakte (A,, Bj) im Erregerstromkreis des anderen Elektromagneten (B oder A) angeordnet ist, und daß jeder Unterbrecher mit seinem zugehörigen Elektromagneten in einem abgedichteten Gehäuse untergebracht ist, das unmittelbar am Verteilerventil befestigt ist.

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