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Einrichtung zur Abpufferung der Stöße bei Stoßzylindern Die Erfindung
bezweckt, die bekannten Einrichtungen zur Abpufferung der Stöße bei Stoßzylindern,
Sperrzylindern usw., besonders bei pneumatischen Förderwagenaufschiebeeinrichtungen,
zu verbessern. Während aber bei einer bekannten Einrichtung der Stoßfänger von einer
mechanischen Beeinflussung durch die hin und her gehende Stoßstange am Hubende abhängig
ist und damit nur bei Aufschiebevorrichtungen, die eine solche mechanische Beeinflussung
zulassen, verwendbar ist, soll nach der Erfindung der Stoßfänger und damit das Abpuffern
ganz allgemein für Stoßzylinder anwendbar sein. Erfindungsgemäß wird das wechselnde
Druckverhältnis im Zylinder und in der Leitung zum Auslösen der Pufferung benutzt.
Es wird der Einbau eines Drosselventils in eine Verbindungsleitung zwischen Zylinder
und Steuervorrichtung vorgesehen und dessen Einrückung am Hubende bewirkt. Die Erfindung
geht dabei von der Erkenntnis aus, daß beim Aufschieben von Förderwagen auf die
Fördergestelle zweckmäßig von vornherein Stoßzylinder für das Aufschieben der Förderwagen
oder das Abfangen anrollender Wagen als Sperrzylinder benutzt werden, die durch
die Wucht der zur Bewegung gebrachten Massen oder der Wucht der aufzuhaltenden Massen
erhebliche Schläge und Stöße am Abschlußdeckel aufzunehmen haben. Die für die unmittelbare
Abpufferung dieser Schläge bisher angewandten Federn brachen selbst bei sorgfältigster
Materialauswahl oft schon nach kurzer Betriebsdauer. Die Drosselpufferung erfordert
entweder einen besonderen teueren Aufbau der Kolben und Zylinder oder nicht immer
leicht unterzubringende Sondereinrichtungen. Ein teuerer Aufbau der Kolben ergibt
sich dann, wenn die Drosselpufferung durch das Überfliegen der Ein- und Auslaßbohrungen
des Zylinders durch den Kolben gebildet werden soll. In diesern Fall muß nämlich
die nach dem Überfliegen hinter der Auslaßbohrung und vor dem Kolben befindliche
Luft verdichtet und gleichzeitig dafür gesorgt werden, daß die Auslaßbohrung bei
der Umschaltung auf Einlaß, wenn also die vorher den Auslaß darstellende Bohrung
das Einströmen des Druckmittels übernimmt, auch noch Beaufschlagungsfläche am Kolben
vorfindet, um ihn wieder zurückzutreiben. Der Kolben erhält eine große- Baulänge,
und außerdem sind dann eine größere Zahl von Dichtkörpern vorzusehen, etwa Manschetten,
die den Aufbau des Kolbens durch die not-,vendigen Zwischenglieder verteuern.
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Wird statt eines solchen Kolbens und der damit verbundenen unmittelbaren
Drosselpufferung mit einer Einrichtung gearbeitet, die sich auf Drosselorgane in
der Zuleitung abstützt, so sind für jede Zylinderseite mindestens zwei Rückschlagventile
notwendig, die entgegengesetzt arbeiten, also bei jedem Arbeitsgang als Einlaß-
oder Auslaßregler
abwechselnd wirken, d. h. das beim Vor-@värtsgang
als Einlaßdrossel arbeitende Organ arbeitet beim Rücklauf des Kolbens als Auslaßdrossel.
Der Einbau solcher Drosselorgane ist außerdem, da sie meist außerhalb des Zylinders
angeordnet werden müssen, nicht überall angängig infolge des beschränkten Raumes.
Es ist also mindestens eine Verdoppelung der Organe nötig, wenn der gleiche Zweck,
wie beim Erfindungsgegenstand, erzielt werden soll.
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Es sind dann noch Einrichtungen bekanntgeworden, bei denen für die
Einströmung der Querschnitt verringert werden soll, und erst wenn der Druck im Arbeitszylinder
angestiegen ist, soll der Durchgang vergrößert werden auf den normalen Querschnitt.
Für den Rückstrom ist hierbei eine Drosselung nicht vorgesehen, kann auch nicht
vorgesehen werden, weil der Rückstrom, wenn der Auspuff eröffnet ist,' ähnlich wirkt
wie der Rückdruck bei der Einströmung und den vollen Durchgang der Leitung eröffnet.
Die zugrunde liegende Aufgabe und die Einrichtung weichen von der Erfindung grundsätzlich
ab, da überhaupt keine Abpufferung der Stöße eintreten kann. Bei einer anderen Einrichtung
erfolgt die Abpufferung der Stöße nicht durch die entsprechende Schaltung des Absperrgliedes,
sondern durch Federpuffer. Das Absperrglied steht unter Federbelastung und ist ein
Pufferkolben, der die Stöße des Arbeitskolbens mechanisch abpuffert und damit alle
Mängel aufweist, die bereits eingangs als zu beseitigen aufgezeigt worden sind.
Als Absperrglied wirkt der Kolben so, daß die Einströmung unter einem geringen Durchgangsquerschnitt
erfolgt, und erst wenn durch Widerstand am Arbeitskolben sich der Rückdruck verstärkt,
der Durchgang vergrößert wird. Beim Rückstrom, nach erfolgter Umsteuerung der Stromwege,
wirkt auch hier der Abstrom des verbrauchten Arbeitsmediums im Öffnungssinne, puAert
also nicht ab. Das Abpuffern erfolgt mechanisch durch Aufstoßen des Arbeitskolbens
auf das unter Federbelastung stehende Absperrglied.
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Beim Gegenstande der Erfindung soll im Gegensatz zu diesen Einrichtungen
- bei der Einströmung sofort der volle Durchgang freigegeben sein, und wenn umgesteuert
wurde, also die Stromwege umgekehrt geschaltet sind, dann steht nach dem Steuerorgan
zu das Ventil oder Ventilaggregat auf Auspuff; die im Arbeitszylinder befindliche
Luft schließt im Rückdruck das Ventil ab, und dieses wird erst dann für das Ablassen
des Rückstromes geöffnet, wenn der Rückdruck den Widerstand des Ventils überwunden
hat. Es wird also abgepuffert ohne mechanische Puffer, lediglich durch die im Arbeitszylinder
eingeschlossene Luft, der durch das Ventilaggregat der Durchgang bis zur Erreichung
eines einstellbaren Druckes versperrt ist.
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An Hand der Zeichnung ist die Erfindung im folgenden näher erläutert.
Abb. i zeigt in schematischer Form den Einbau der Puffereinrichtung in die Leitungen
eines Stoßzylinders; Abb.2 ist ein Längsschnitt durch das die Pufferung bewirkende
Organ.
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Das Steuerorgan io für den Stoßzylinder i i kann in üblicher. Weise
ausgebildet sein. Es kann also der Einlaß 12 und der Auslaß 13 durch die Kanäle
14 des Steuerorgans io an die Leitungen 15a und 15v zum Stoßzylinder i i abwechselnd
angeschlossen werden, wie es der Betrieb erfordert. Der Kolben 16 im Arbeitszylinder
i i wird durch den abwechselnden Anschluß der Leitungen 15a und 15b im Zylinder
hin und her geführt. Nach der Erfindung ist nun in jede Leitung ein Pufferorgan
17 eingeschaltet, in deren Richtung die Abpufferung liegen soll. In dem in die Zuleitung
einzuschaltenden Gehäuse 17 ist in der Richtung des Einlaufstutzens 18 ein verschiebbarer
Zylinder i9 untergebracht, in dessen Wand 2o der Ventilkegel 2i aufsitzt. Der Ventilkegel2i
ist rückwärts mit einer Führungsscheibe 22 verbunden, die in einer erweiterten Bohrung
des Zylinders i9 gleitet. Der Zylinder i9 stellt hier gewissermaßen einen Ventilleolben
dar. Die Scheibe 22 weist Durchbrechungen 23 von insgesamt dem Leitungsquerschnitt
entsprechender Größe auf und kann zwischen dem Absatz 24 und dem Abschlußring 25
des Zylinders ig hin und her gleiten. Außen erhält der Zylinder noch einen Absatz
26, gegen den sich die Feder 27 legt, die an der Wand 28 des Gehäuses 17 abgestützt
ist. Der Zylinder i9 wird also durch die Feder 27 in seiner Lage im Gehäuse 17 gehalten
und außerdem noch in der Wand 29 mit seinem stärkeren Absatz geführt. Die Wand 28
besitzt Durchbrechungen 3o, die Wand 2g Durchbrechungen 31. Der Zugang zu dem Stutzen
32 kann in der einen Richtung durch Verschiebung des Ventilkegels 21, in- der anderen
Richtung nur durch Verschiebung des Zylinders i9 erfolgen, da dieser mit seiner
Stirnwand 33 sich unter der Wirkung der Feder 27 vor den Absatz 34 des Gehäuses
17 legt.
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Die Wirkungsweise der Puffer ist nun folgende: Angenommen, das Steuerorgan
io ist in der Stellung nach Abb. i, so tritt das Betriebsmittel über den Stutzen
18 in der Leitung 15a vor den Ventilkegel 21 und verschiebt diesen, bis die Scheibe
22 vor den Ring 25 stößt. Das Betriebsmittel strömt an dem Ventilkegel 21 vorbei
über die Durchbrechungen 23 zum Stutzen 32 und von hier hinter den Kolben 16 und
treibt diesen in
Richtung des Pfeiles nach rechts. Währenddem ist
das Ventil 21 in der Leitung i5 b zunächst im Gleichgewichtszustand, da die Leitung
i5 b an den Auspuff 13 geschaltet ist. Sobald durch den bewegten Kolben i6 die vor
den Kolben befindliche Luft entweichen will, wird die Scheibe 22 mitgenommen und
der Kegel 2r auf seinen Sitz in der Wand 2o gepreßt. Mit zunehmendem Druck auf Scheibe
22 und die der Belastung zugänglichen Flächen des Zylinders ig wird der Zylinder
ig verschoben, sobald diese Belastung den Wert des Widerstandes der Feder 27 übersteigt,
und es tritt eine Entspannung über die Bohrungen 31 und 30 in den Wänden
29 und 28 des Gehäuses 17 ein. Dies wiederholt sich, kann aber auch nur ein einziges
Mal stattfinden, je nachdem die Spannung der Feder 27 im Verhältnis von Hubraum
und Anfangsspannung zur Endspannung und der Belastungsfläche am Zylinder ig gewählt
wird. Man hat es in der Hand, die Bewegung des Kolbens je nach den Verhältnissen
einmal am Hubende oder mehrere Male auf seinem, Wege abzupuffern und kann damit
an alle denkbaren Verhältnisse anpassen. In den meisten Fällen wird die Abpufferung
am Hubende genügen.
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Ist der Kolben am Hubende angelangt, so drückt, solange das Steuerorgan
io nicht umgesteuert ist, das Betriebsmittel auf den Kolben 16, und die vor dem
Kolben verdichtete Luft wirkt bis zur Verschiebung des Zylinders ig und der damit
erfolgenden Entspannung als Puffer. Im Augenblick der Umsteuerung entweicht zunächst
die in der Zuleitung 15a oder i 5b befindliche Luft, und da vor dem Kegel 2,1 damit
die Spannung sinkt, wird der Ventilkegel 21 in die Abschlußstellung bewegt. Die
im Zylinder i i eingeschlossene Luft in Betriebsspannung verschiebt den Zylinder
ig im Gehäuse 17, so daß sofort eine Entspannung eintritt und der Kolben zunächst
ungehindert in die andere Stellung bewegt werden kann, wo er wieder am Hubende abgepuffert
wird.
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Da die Feder 27 nicht unmittelbar und stoßartig belastet wird, wie
die bekannten Federpuffer bei ähnlichen Einrichtungen, besteht keine Zertrümmerungsgefahr,
und ihre Anordnung kann unbedenklich erfolgen. Der Einbau des Gehäuses 17 erfordert
keine Sondermaßnahme, sondern wird wie der' Anschluß der üblichen Leitungsarmaturen
vorgenommen. Ein besonderer Vorteil entsteht dadurch insofern, als auch bereits
bestehende Anlagen, ohne ihren Aggregatzustand zu verändern, mit der Puffereinrichtung
versehen werden können. Gegenüber dem Patent 493 048 liegt in der Unabhängigkeit
von einer mechanischen Beeinflussung eine Erweiterung des Anwendungsbereichs.