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Vorrichtung für die Anzeige der End-
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.. stellung eines Kolbens in einem Zylinder Die Erfindug betrifft
eine Vorrichtung für die Anzeige der Endstellung eines durch ein Druckmedium betätigten
Kolbens in einem Arbeitszylinder.
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Bei fernbetätigten Armaturen, insbesondere auf Schiffen, wird die
Endstellung eines Arbeitskolbens an einem Schaltpult angezeigt und überwacht, das
häufig mehrere hundert Meter von der Armatur entfernt ist. Das Verlegen von gesonderten
Leitungen für die Stellungsanzeige ist daher sehr -aufwendig und teuer.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anzeigevorrichtung
der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß ohne eine gesonderte Anzeigeleitung
eine zuverlässige Anzeige der Endstellung einer fernbetätigten Armatur ermöglicht
wird.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im.Kennzeichen des Anspruchs
1 gelöst. Der Meßzylinder, dessen Volumen dem des Arbeitszylinders entspricht, kann
in dem mit Anzeigelampen versehenen Schaltpult selbst oder in dessen unmittelbarer
Nähe angeordnet werden, so daß eine gesonderte Anzeigeleitung zwischen Arbeitszylinder
und Schaltpult entfällt und die erforderliche Verdrahtung nur im Bereich des Schaltpults
vorgenommen zu werden hraucht.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen
angegeben.
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Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend
anhand der Zeichnung näher erläutert. Es eigen: Fig. 1 ein Schaltbild der Anzeigevorrichtung
bei einem beidseitig vom Druckmedium beaufschlagten Arbeitskolben, Fig. 2 ein entsprechendes
Schaltbild bei einem vom Druckmedium beaufschlagten Arbeitszylinder mit Federrückstellung,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Meßzylinder, und Fig. 4 einen Längsschnitt
durch eine Durchflußanzeigeeinrichtung.
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In Fig. 1 ist mit 1 ein Steuerventil bezeichnet, das über Hydraulikleitungen
2 und 3 mit'einem Arbeitszylinder 4 verbunden ist, in dem ein beidseitig mit Druckmedium
beaufschlagbarer Arbeitskolben 5 verschiebbar ist. Der Arbeitszylinder 4 kann beispielsweise
als Schwenkmotor ausgebildet sein. In der dargestellten Schaltstellung des Steuerventils
1 ist die Leitung 3 mit einer Druckmedium liefernden Pumpe 6 verwunden, während
die Leitung 2 als Rücklaufleitung dient.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist in der Hydraulikleitung
2 ein Meßzylinder 7 angeordnet, in welchem ein Meßkolben 8 vom Druckmedium in der
Leitung 2 verschiebbar ist. Das Hubvolumen des Neßzylinders 8 entspricht dem Schluckvolumen
des Arbeitszylinders 4 für eine volle Bewegung.des Arbeitskolbens 5 von einer Endstellung
in die andere. Wird somit das Steuerventil 1 aus der dargestellten Stellung.umgeschaltet
und die Leitung 2 mit der Pumpe 6 verbunden, so wird der Meßkolben 8 in die gegenüberliegende
Endstellung
bewegt, wobei aus dem Meßzylinder 7-Druckmedium in
den Arbeitszylinder 4 gofördert und der Arbeitskolben 5 in die gegenüberliegende
Endstellung gedrückt wird. Der Meßzylinder 7 weist an den gegenüberliegenden Enden
elektrische Kontakte 9,9' auf, die in der betreffenden Endstellung vom Meßkolben
8 geschlossen werden. Anzeigelampen 10,10' werden.durch elektrische Leitungen 11,11'
mit Strom versorgt, wenn der zugeordnete elektrische Kontakt 9,9' geschlossen wird.
Die Anzeige der Endstellung des Meßkolbens 8 gibt auch die entsprechende Endstellung
des Arbeitskolbens 5 wieder.
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Mit 12 ist ein Testschalter bezeichnet.
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Das Hubvolumen des Meßkolbens 8 entspricht dem Schluckvolumen des
Arbeitszylinders 4 plus einem mittleren errechneten Kompressionsvolumen zur Berücksichtigung
der Rohrleitungslängen. Erfahrungsgemäß treten Einflüsse durch Viskositätsänderungen
des Druckmediums kaum auf. Auch auf Schiffen sind die Rohrleitungen wenig Temperaturschwankungen
ausgesetzt.
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Das zu berücksichtigende Kompressionsvolumen kann daher ohne weiteres
errechnet werden. Das Verdranmungs- bzw. Hubvolumen im Meßzylinder 7 kann durch
eine Einstellschraube 13 in Fig..
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3 eingestellt werden.
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Der Meßkolben 8 ist mit einem in Fig. 1 schematisch wiedergegebenen
Ventil 14 versehen, das über federbelastete Kontaktstifte 15,15' geöffnet werden
kann, wenn der Meßkolben 8 in die Endstellung gelangt. Sollte der Meßkolben 8 vor
dem Arbeitskolben 5 die Endstellung erreichen, so kann über dieses Ventil 14 solange
Druckmedium durch den Meßkolben 8 zum hrbei.tszylinder 4 nachströmen, bis auch der
Arbeits.solben 5 seine Endstellung erreicht hat.
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Wenn der Meßkolben 8 seine Endstellung verläßt, wird der bis dahin
geschlossene Kontakt 9' in Pig 1 geöffnet, so daß die zugeordnete Anzeigelanlpe
10' erlischt. Solange der Meßkolben
8, und damit auch der Arbeitskolben
5, in Bewegung ist, erfolgt keine Anzeige.
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Die beschriebene Anzeigevorrichtung kann durch eine Durchflußanzeigeeinrichtung
16 6 ergänzt werden. In den Fig. 1 und 2 ist eine elektrische Durchflußanzeigeeinrichtung
16 vorgesehen, die in der vom Meßzylinder 7 zum Arbeitszylinder Suhrenden Hydraulikleitung
angeordnet ist und deren elektrische Kontakte 17 in Reihe mit den elektrischen Kontakten
9,9' des Meßzylinders geschaltet sind. Damit wird die Endstellung des Arbeitskolbens
5 in jedem Fall erst dann angezeigt, wenn die Durchflußanzeigeeinrichtung 16keinen
Durchfluß mehr registriert, d.h. der Arbeitskolben 5 tatsächlich in die Endstellung
gelangt ist. Sollte der Arbeitskolben 5 aus irgendeinem Grund, beispielsweise durch
ein Hindernis, vor Erreichen seiner tatsächlichen Endstellung zum Stehen kommen,
so erfolgt auch kein Durchfluß durch die Durchflußanzeigeeinrichtung 16. Da aber
in diesem Falle der Meßkolben 8 im Meßzylinder seine End-stellung noch nicht erreicht
hat, kann auch der zugeordnete Kontakt 9 nicht geschlossen werden, sodaß keine Endstellungsanzeige
erfolgt bzw. eine Störung signalisiert wird.
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Die be-s.chriebene Anzeigevorrichtung mit oder ohne Durchflußanzeigeeinrichtung
eignet sich insbesondere für Armaturen, deren Arbeitskolben nur eine Zuleitung benötigt,
beispielsweise bei einem Linearmotor 18 mit Federrückstellung für die Betätigung
eines Ventils, wie die Fig. 2 schematisch zeigt.
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Entsprechende Bauteile sind in Fig. 2 mit den gleichen Bezugszeichen
wie in Fig. 1 versehen.
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Der Meßzylinder 7 kann möglichst nahe an den Anzeigelampen 10 angebracht
werden. In vielen Fällen muß eine Vielzahl von Armaturen überwacht und betätigt
werden. Hierfür wird ein Schaltpult mit entsprechenden Steuerventilen 1 und Anzeigelampen
10
vorgesehen, in dem die einzelnen Meßzylinder7 für die zugeordneten Armaturen eingebaut
werden können, so daß außerhalb des Schaltpultes kein Verkabelungsaufwand mehr erforderlich
ist. In entsprechender Weise wird eine Durchflußanzeigeeinrichtung 16 ebenfalls
im Schaltpunkt angeordnet. Das Schaltpult bzw. der Meßzylinder 7 kann in einer erheblichen
Entfernung von der zu überwachenden Armatur- bzw.
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vom Arbeitszylinder 4 angeordnet sein.
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Die Fig. 3 zeigt einen Meßzylinder 7 im einzelnen. Er besteht im wesentlichen
aus einem Zylinderrohr 19 mit einer daran angebrachten elektrischen Klemme 20, dem
in dem Zylinderrolir frei beweglichen Meßkolben 8 mit gefederten, als Längsventil
ausgebildeten Kontaktstiften 15,15', einem unteren Abschlußdeckel 21 mit Hydraulikanschluß
und elektrischer Klemme 22 und einem oberen Abschlußdeckel 23 mit Hydraulikanschluß
und Einstellschraube 13, in der eine elektrische Klemme 24 angeordnet ist. Im Hydraulikanschluß
des oberen Abschlußdeckels 23 ist eine verstellbare Drossel 25 angeordnet. Die elektrischen
Klemmen 20,22 und 24 bilden die elektrischen Kontakte 9,9' in den Fig. 1 und 2.
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Das Zylinderrohr 19 ist auf dem Außenumfang mit einer elektrisch isolierenden
Schicht versehen und auch gegenüber den beiden Abschlußdeckeln 21 und 23 elektrisch
isoliert. Ferner sind die elektrischen Klemmen 22 und 24 gegenüber den Abschlußdeckeln
21 und 23 elektrisch isoliert, wie auch der Meßkolben 8, der auf seinen gegenüberliegenden
Seiten mit einer elektrisch. iso2ierenden Schicht versehen ist. Die KontaIctstifte
15 sind gegenüber dem Kolben 8 nicht isoliert. Der elektrische Kontakt zwischen
Zylinderrohr 19 und Meßkolben 8 kann durch eine entsprechend gute Passung des Kolbens
gewährleistet sein. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine federbelastete
Kugel 26 auf der Gleitfläche des Meßkolbens 8 angeordnet, di.e einen sicheren elektrischen
Kontakt
mit dem Zylinderrohr während des gesamten Kolbenhubes
gewährleistet. Der elektrische Strom fließt über die Klemme 20 zum Meßkolben 8 und
bei Erreichen der Endstellung über einen der Kontaktstifte 15 zu der zugeordneten
Klemme 22 bzw. 24.
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Die in der Anzeigevorrichtung wahlweise verwendbare Durchflußanzeigeeinrichtung
16 kann beliebiger Bauart sein. Die Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel,5das direkt
beispiels-Weise in den Hydraulikanschluß des oberen Abschlußdeckels 23 des Meßzylinders
eingeschraubt werden kann. In dem zylinderförmig ausgebildeten Gehäuse sind gegeneinander
isolierte Kontaktscheiben 27,28 und 29 angeordnet, die auch gegenüber dem Gehäuse
isoliert sind. Jede Kontaktscheibe ist mit einer Anschlußklemme 30 versehen.Die
beiden äußeren Kontaktscheiben 27 und 29 sind mit einer Durchflußbohrung 31 versehen,
der ein federbelastetes Absperrelement 32 in der anderen Kontaktscheibe gegenüberliegt.
Die elektrische Verbindung, zwischen den drei Kontaktscheiben wird über diese Absperrelemente
32 hergestellt, wie Pig. 4 zeigt. Wenn ein Durchfluß.von unten nach oben vorhanden
ist, wird das Absperrelement 32 in der oberen Kontaktscheibe 31 von der mittleren
Kontaktscheibe 28 abgehoben und die elektrische Verbindung zwischen den beiden oberen'Anschlußklemmen
30 unterbrochen. In entsprechender Weise unterbricht das Absperrelement in der unteren
Kontaktscheibel29 die elektrische Verbindung, wenn ein Durchfluß von oberen nach
unten vorhanden ist. Durch die drei Anschluklemmen 30:kann die Durchflußrichtung
festgestellt werden. In vielen Fällen ist es nur erforderlich festzustellen, ob
überhaupt ein Durchfluß vorhanden ist, wobei die Durchflußrichtung nicht von Interesse
ist. In diesem Falle kann die mittlere Anschlußklemme 30 entfallen, wie dies auch
in Fig. 1 und 2 wiedergegeben ist.
- L e e r s e i t e -