DE8109217U1 - Steuereinrichtung fuer eine einen elektromotorisch getriebenen kompressor, einendruckkessel, eine druckleitung und eine steuerleitung beinhaltende druckluftan lage - Google Patents

Description

Gondor^Werk Gebf* Frede ömbH & Go. KG Elektro- Uhd Masähinehfäbrik, 4722 Ehnigeflöh

Steuereinrichtung für eine Druckluftanlage

Die Neuerung betrifft eine Steuereinrichtung für eine einen elektromotorisch getriebenen Kompressor* einen Druckkessel, eine Druckleitung Und eine Steuerieitung beinhaltende Druckluftanlage mit einem einen Schaltschieber aufweisenden Druckschalter, einer von diesem betätigbaren Entlüftungseinrichtung zum drucklos machen der Druckleitung, sowie mit einem Ventil für eine zeitweilige Druckminderung in der Druckleitung während der Anlaufphase des Elektromotors* Das Ventil ist dabei ein strömungsabhängiges Ventil mit einem schwimmend im Dfückluftstrom gelagerten, abgefederten und bei Erreichen einer vorgegebenen Strömungsgeschwindigkeit von dem Drucklüftstrom gegen seinen Sitz mitnehmbaren Kolben.

Bei bekannten Steuereinrichtungen für derartige Druckluftanlagen hat die Entlüftungseinrichtung die Form eines kleinen Kugelventils,, das vom Schaltschieber des Druckschalters mechanisch betätigt wird. Bei geschlossenem Druckschalter und damit eingeschaltetem Elektromotor für den Antrieb des Kompressors ist auch die Entlüftungsein— richtung geschlössen- Macht der Druckschalter auf und wird der Motor abgeschaltet, wird mechanisch vom Schältschieber auch die Entlüftungseinrichtung geöffnet und damit die Druckleitung drucklos gemacht. Bei einem erneuten Anlaufen der Druckluftanlage muß dann der Elektromotor in seiner Anlaufphase nicht gegen etwaigen anstehenden

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Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese AhiaUfhilfe für den Elektromotor in vielen Fällen nicht ausreicht, a* B.- beim Arbeiten bei tiefen Temperaturen mit entsprechender Schwefgängigkeit des Kompressors oder bei einer etwaigen Unterspannung im Netz* Sehr problematisch ist auch deP Fäll, daß das Druckleitungsvolumen besonders klein ist und das, Womöglich noch hinzukommend, Kleihkompressöreh sehr hoher Leistung eingesetzt werden, die mit Wechselstrommotoren betrieben werden, wie dies im handwerklichen Bereich und auf Baustellen zunehmend im Hinblick auf den dortigen Einsatz pneumatischer Werkzeuge der Fall ist* Hier hat der kompressor schon in der Anlaufphäse der Druckluftanlage das meist nur kleine Volumen der Druckleitung, auch wenn diese drucklos gemacht worden ist, so schnell aufgefüllt, daß der Elektromotor noch in seiner Anlaufphase hoch belastet wird, mit dem Ergebnis, daß ein Anzugsmoment in dieser Phase nicht mehr ausreicht und der Motor zum Stehen kommt, bevor er überhaupt sein= Nenndrehzahl erreicht hat. Man hilft dem bislang dadurch ab, daß man ein gesondertes Ventil für die zeitweilige Druckminderung in der Druckleitung während der Anlaufphase des Elektromotors einsetzt, und zwar ein strörnungsabhängjges Ventil mit schwimmend im Druckluftstrom gelagerten Kolben. Die gewünschte Zeit bis zur Schließung des Vehtiles wird dabei sowohl durch die Federkraft wie auch durch die Koiberiform und den Strömungsquerschnitt bestimmt. f|

Dieses zweite zusätzliche Ventil verkompliziert die Anlage. Es muß in mühseliger Weise entweder am Kompressor öcler meist über ein gesondertes Abzweigstück an die Druckleitung montiert werden. Die vorhandene Entlüftungseinrichtung

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Wird dabei Weifcg.fhin benöt-igfe_s da ohne s'ie näöh dferri Äfe-· schälten der Difuckiuftahlage zunächst Weiterhin dar VöÜe Druek in der Dfuckleitung¹ auf dem ifi der Vorher^ gehehdefi ÄniäUfphäse gegen seinen Sitz gedrückten Kolben des Ventiles stehen würde, so daß dieses Ventil nicht Von sich aus öffnen könnte*

Der Vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Steuereinrichtung der gattungsgerna'ßen Art baulich erheblich zu vereinfächefu

Die neuerungsgemäße Losung ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches 1;

Dank dieser Ausgestaltung weist die Steuereinrichtung jetzt nur noch ein einziges Ventil auf, Was sowohl die Funktion der Entlüftung im Sinne der Drucklösmächung der Druckleitung bei Abschaltung der Druckluftanlage durch den Druckschalter ausfüllt und das ferner zugleich auch die Funktion der Anlaufhilfe für die Anlaufphase des Elektromotors des Kompressors zuverlässig ausführt. Ist nämlich durch Betätigung des Schaltschiebers des Druckschalters der Steuereinrichtung beim Abschalten der Druckluftanlage der Kolben des Ventils ein klein wenig von seinem Sitz fortgedrückt, wird die Druckleitung drucklos gemacht, so daß der Kolben dann ganz abfallen kann* Er wird beim Wiederanläufen der Druckluftanlage nacM einer vorgegebenen Zeit erst dann wieder in seine Schließstellung überführt, wenn die der gewünschten Zeit entsprechende vorgegebene Strömungsgeschwindigkeit des Druckluftstromes erreicht isti Bis dahin braucht der Elektromotor nicht gegen den normalen Eetriebsdruck zu arbeiten. Die Zeit wird so gewählt, daß der Elektromotor in jedem Fell zuverlässig sein Nenndrehmoment erhält. Die Steuereinrichtung ist dank der Doppel-

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funktion des Vefitiles Und dätf baulichen Vereinig,Ung mit dem Druckschalter konstruktiv sehif einfach aufgebaut Und insgesamt außerordentlich kompakt^ mit einem denkbar Qe^ fingen eigenen Raumbedarf*

S Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung einer derartigen Steuereinrichtung ist in dem Kolbön des Ventiies ein kleines Hilfsventil angeordnet* Wird in der Druckluftanlage mit hohen Drücken gearbeitet kann es Vorkommens das der auf dem geschlossenen Kolben anstehende Betriebsdruck beim Abschalten der Anlage,- in Verbindung mit der Große der Kolbenflache, es für den Schältschieber des Druckschalters nicht mehr möglich mächt j den Kolben gegen diesen Druck ein wenig von seinem Sitz fortzubewegen. Läßt man nunmehr den Schältschiebef das Hilfsventil in dem Kolben öffnen, wird hierdurch die Druckleitung drucklos gemacht und der Kolben kann problemlos abfällen.

Weitere besondere Ausgestaltungen sind in den weiteren Unteransprüchen gekennzeichnet.

Zwei Ausführungsbeispiele einer derartigen Steuereinrichtung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigen:

Fig. _;1 eine Druckluftanlage in schemetischer Darstellung, Fig. 2 eine Steuereinrichtung gemäß der Neuerung mit dem Ventil der Einrichtung im Längsschnitt,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ventil einer derartigen Steuereinrichtung.

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Die von der Steuereinrichtung gemäß der Neuerung zu |{

steuernde Druckluftanlage (Fig. 1) beinhaltet einen fc

Kompressor 1, der von einem Elektromotor 2, beispiels- |"

weise einem Wechselstrommotor, angetrieben wird. Der |

Kompressor 1 ist über eine Druckleitung 3, in der ein §

Rückschlagventil vorgesehen ist, mit einem Druckkessel £

5 verbunden, den er mit Druckluft speist. Der Druck- ι

kessel 5 ist seinerseits mit einem Druckschalter 6 ver- j bunden, der elektrische Kontakte beinhaltet, die über
einen Schaltschieber zu öffnen und zu schließen sind.

Druckschalter 6 ist wiederum über eine Steuerlei tuna 7 j

i mit der Druckleitung 3, und zwar noch vor dem Rückschlag- j

ventil 4, verbunden. ^:

Die Steuereinrichtung beinhaltet neben dem genannten il

Druckschalter 6 ein diesem baulich zugeordnetes Ventil 8, h mit dem über eine Betätigung durch den Druckschalter 6 !

bei Abschalten der Anlage durch den Druckschalter die f

Druckleitung 3 drucklos gemacht werden kann und mit dem J zugleich in der Anlaufphase der Anlage der Druck in der
Druckleitung 3 für eine bestimmte Schaltzeit so gemindert
werden kann, daß in dieser Anlaufphase der Elektromotor 2
entlastet ist und ohne der Gefahr des Stillstandes sein
Nenndrehmoment erreichen kann.

Bei dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der
Steuereinrichtung beinhaltet das Gehäuse des Ventils 8

einen Steuerleitunasänschluß 10 und in dem Ventilgehäuse
ist ein sechskantig ausgebildeter Kolben 11 gelagert,
dessen Form bewirkt, daß der Kolben praktisch schwimmend
in einem Druökluftstrom liegt, der dusreh den Sfceuoi¹-leitungsängehluß lö van def Steuerleitung her eintritt,
den s&ehskanticjen Kolben Uffiströtflt, durch eine Bohrung 12

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in den elastischen Kolbensitz 13 strömt und von hier durch einen in dem Gehäuse vorgesehenen Lüfterauslaß irs Freie gelangt, der somit auf der dem Steuerleitungsanschluß 10 gegenüberliegenden Seite des Kolbens liegt. Der Kolben ist dabei durch eine Feder 15 abgefedert.

Der Kolben 11 steht ferner kraftschlüssig mit einem ihm zugeordneten Betätigungsstößel 16 in Verbindung. Dieser sitzt mit seinem verdünnten Ende, mit dem er die Bohrung 12 im Kolbensitz 13 unter Belassung eines ringförmigen Strömungsdurchlasses durchtritt, auf einer nach oben gerichteten Erweiterung des Kolbens 11 auf. Die bauliche Zuordnung des Ventils 8 zum Druckschalter 6 ist so gewählt, daß der Betätigungsstößel 16 auch kraftschlüssig mit dem Schaltschieber 17, der die Kontakte 18 des Druckschalters 6 betätigt, in Verbindung stehen kann. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß in der "geschlossenen Stellung des Kolbens 11 des Ventiles 8, also bei Aufsitz auf dem Sitz 13, der Betätigungsstößel 16, wie in Figur 2 strichpunktiert angedeutet, soweit oben steht, daß er bis in denjenigen Teil der Wegbahn des Schaltschiebers 17 vorsteht, den dieser kurz vor erreichen seiner Öffnungsstellung, in der die Kontakte 18 freigegeben sind, zu durchlaufen hat.

Schaltet der Druckschalter 6 box erreichen des vorgegebenen und gewünschten Druckes im Druckkessel 5 ab, öffnet der Schaltschieber 17 die Kontakte 18 und drückt dabei zugleich über den Betätigunosstößel 16 den Kolben 11 ein wenig von seinem Sitz 13 fort, so daß durch einen Entlüftunosvorgang die Druckleitung 3 der Anlage drucklos gemacht wird. ■% ■■■'■■ ,-.

Durch Einschalten der Anläge Wandert der Sähältschieber wieder nach oben und schließt die Kontakte 18,. nun wird

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für eine vorgegebene Zeit der Kolben 11 von der vom Kompressor 1 geförderten Druckluft umströmt, bis zum gewünschten Zeitpunkt die Strömungsgeschwiadikeit so groß ist, daß die Druckluft den Kolben 11 gegen die Kraft der Feder 15 nach oben mitnimmt und ihn wieder gegen seinen Sitz 13 drückt, wodurch auch der Betätigungsstößel 16 wieder nach oben geführt wird. Der genannte Zeitpunkt ist durch die Stärke der Rückstellfeder 15 und/oder die Querschnittsform des Kolbens 11, in Verbindung mit der Formgebung der ihn umgebenden Wandung des Ventilgehäuses so gewählt, daß der Elektromotor 2 zu diesem Zeitpunkt in jedem Fall seinen Nenndrehmoment erreicht hat.

Eine weitere Ausführungsform eines derartigen Ventiles 8' für eine derartige Steuereinrichtung ist in F'igur 3 gezeigt. In dem Ventilgehäuse 9^T mit Steuerleitungsanschluß 10' ist v/iederum ein Kolben 11' schwimmend wie vorstehend bei Figur 2 beschrieben gelagert, der zum gegebenen Zeitpunkt wieder gegen einen Sitz 13' verlagerbar ist. Auf der dem Steuerleitungsanschluß 10' gegenüberliegenden Seite des Kolbens 11' sind wiederum Lüfterauslässe 14· im Ventilgehäuse vorgesehen und der Kolben 11' ist mittels einer Rückstellfeder 15' abgefedert. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Kolben 11· als Hohlkolben ausgebildet und es ist in ihm ein Hilfsventil 19 angeordnet, das im Ausführungsbeispiel aus einer Ventilkugel 20, die von einer Feder 21 beaufschlagt ist, gebildet ist. Die Ventilkugel 20 wird von der Feder 21 gegen einen elastischen Ventilsitz 22 gedrückt gehalten. Hier ist nun der Betätigungsstößel 16, der zu dem In Figur 3 nicht dargestellten Druckschalter S führt, nicht direkt in iSeiner" Wirkung auf den Kolben 11' gerichtet, Sondern auf das Hilfsventil 19. Das verdünnte finde des Bete tigtmgsstößeis

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16 wirkt kraftschlüssig auf die Ventilkugel 20 ein. Wird bei dieser Steuereinrichtung durch Öffnen des Druckschai.ters 6 der Scheltschieber 17 nach unten gedruckt, öffnet er zugleich des Hilfsventil 19, so daß die Druckleitung 3 drucklos gemacht wird. Hierdurch kann dann der Kolben 11' mit seiner mit dem Sitz 13' zusammenwirkenden Dichtung vom Sitz abfallen. Durch diesen Abfall wird dann für die Anlaufphasr; der Anlage ein großer Umströmungsquerschnitt freigegeben. Diese Ausführungsform der Stejereinrichtung eignet sich insbesondere für große Druckluftanlagen die mit hohen Drücken arbeiten. Ein Abfallen des Kolbens II¹ wird nämlich auch dann gewährleistet, wenn infolge der Größe der Druckluftanlage die Fläche des Kolbens 11' eine erhebliche Größe erreicht, so daß in Verbindung mit dem recht erheblichen Betriebsdruck der Druckluftanlage womöglich der Schaltschieber 17 des Druckschalters 6 gar nicht mehr in der Lage wäre, den Betätigungsstößel 16 nach unten zu drücken. Die Betätigung des Hilfsventils 19 dagegen ist schon mit nennenswert geringerer Kraft möglich.

Die Schaltzeit, d. h. der Zeitpunkt zum dem die Strömungsgeschwindigkeit in der Anlaufphase der Druckluftanlage groß genug ist, um den Kolben 11,11' gegen seinen Sitz 13, 13' zu führen, hängt u. a. von der Starke der Rückstellfeder 15,15' ab. Eine Möglichkeit der Schältzeiteinstellung besteht somit in einem Austausch der Rückstellfedern 15,15', die demzufolge auswechselbar angeordnet sind.

Eine weitere Möglichkeit der Schaltzeiteinstellung besteht darin, den Strömungsquerschnitt zu verändern, beispielsweise indem man einen Kolben mit einem änderen Querschnitt einwechselt, wozu dann die Kolben auswechsöl-

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   l.^cSteuereinrichtung für eine einen elektromotorisch getriebenen Kompressor, einen Druckkessel, eine Druckleitung und eine Steuerleitung beinhaltende Druckluftanlage^ mit einem einen Schaltschieber aufweisenden Druckschalter, einer von diesem betätigbaren Entlüftungseinrichtung zum drucklos machen der Druckleitung und mit einem Ventil für die zeitweilige Druckminderung in der Druckleitung während der Anlaufphase des Elektromotors, wobei das Ventil einen schwimmend im Druckluftstrom gelagerten, abgefederten und bei Erreichen einer vorgegebenen Strömungsgeschwindigkeit von dem Druckluftstrom gegen seinen Sitz mitnehrnbarem Kolben aufweist., dadurch gekennzeichnet, daß dem Kolben (11,11·) des Ventils (8,8·) für die zeitweilige Druckminderung ein Betätigungsstößel (16) zugeordnet ist und das Ventil (8,8') baulich derart dem Druckschalter (6) zugeordnet ist, daß der Betätigungsstößel (16) in der Kolbenschließlage bis in den kurz vor der Öffnungsstellung liegenden Teil der Wegbahn des Schaltschiebers (17) des Druckschalters (6) vorsteht und ferner in dem Gehäuse des Ventils (8,8·) auf derjenigen Seite des Kolbens (11,11'), die abgewandt zum Steuerlei tungsanschluß (10,10·) des Ventils (8,8·) liegt, ein Lüfterauslaß (14,14·) vorgesehen ist.
2. 2. Steuereinriehfeung riäeh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (11*) des Ventils (ö·) als Hohlkolben susgebildet und in ihm aan Hilfsventil (19,20,21,22) angeordnet igt und der Betäfcigungägtößel (16) dem Hilfe-

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   ventil zugeordnet ist.
3. 3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder (15,15') des Kolbens (H₁Il¹) auswechselbar angeordnet ist.
4. 4. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (11,11·) auswechselbar angeordnet ist.
5. 5. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse des Ventils (8,8') der Strömungsquerschnitt für die den Kolben (11,11·) beaufschlagende Druckluft veränderbar ausgebildet ist.
6. 6. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem hohlen Kolben (II¹) schlitzförmige Aussparungen (23) vorgesehen sind, durch die eine von außen betätigbare und den Strömungsquerschnitt im Hohlkolben variierende Klappe (24) tritt.