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Steuerungsvorrichtung für Pendelschaltwerke, insbesondere für Weichen
mit einem - druckluftbewegten Arbeitskolben Die Erfindung bezieht sich auf eine
Steuerungsvorrichtung für I'endelschaltwerke für Weichen', Bremsen, Wettertüröffnungen,
Signale u. dgl., inshesondere für den Grubenbetrieb, bei welcher ein druckluftbewegter
Kolben durch Entlüftung einer Leitung hin und her bewegt wird. An der Leitung können
beliebig viele Entlüftungsventile angeschlossen sein, welche von Hand, durch Überfahren,
Bewegen einer Tür o. dgl. betätigt werden.
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Bekannte Steuerungen dieser Art arbeiten zur Regelung der Zufuhr des
Druckmittels an die Arl)eitskolbenseiten mit Düsen, Differentialkolben und vielen
Abdichtungen. Ihr Aufbau ist verhältnismüßig umständlich und wegen der Abdichtungserfordernisse
sind sie empfindlich. Zur Vermeidung dieser Nachteile wird gemäß der Erfindung durch
Entlüftung ein Auspuff geöffnet, der durch einen Steuerschieher abwechselnd mit
der einen und der anderen Arbeitskolbenseite verbunden ist, die beide vor ihrer
Entlüftung durch ein anderes Organ an die Druckmittelleitung angeschlossen sind.
Auf Grund dieser Maßnahmen genügen für die betriebssichere Abdichtung der steuernden
Teile verhältnismäßig einfache Mittel, und der Aufbau vereinfacht sich gegenüber
bekannten Einrichtungen beträchtlich.
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Der Steuerschieber wird mechanisch von dem Arbeitskolben zwangsläufig
so bewegt, daß er jede Arbeitskolbenseite gegenüber dem Auspuff in ihrer Außenstellung
abschließt, in ihrer Innenstellung
öffnet. Während der Entlüftung
ist die Druckluftzufuhr für die Arbeitskolbenseite abgesperrt.
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Bei einer geänderten Ausführungsform regelt der zwangsläufig durch
die Bewegungen des Arbeitskolbens hin und her gestellte Steuerschieber nicht die
Entlüftung des Arbeitskolbens unmittelbar, sondern mittelbar über einen besonderen
Hilfssteuerschieber, indem durch die Entlüftung ein Auspuff geöffnet wird, der durch
einen Steuerschieber abwechselnd mit den beiden an die Druckmittelleitung angeschlossenen
Seiten eines Hilfssteuerschiebers verbunden ist, der seinerseits abwechselnd die
beiden Seiten des Arbeitskolbens an die Druckmittelleitung bzw. an den Auspuff legt.
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Hierdurch wird erreicht, daß der Arbeitskolben in der Ruhestellung,
d. h. bei nicht geöffnetem Entlüftungsventil, stets einseitig mit Druckluft belastet
ist und seine willkürliche Verstellung und damit eine unbeabsichtigte Bewegung der
angeschlossenen zu steuernden Vorrichtung, Weiche o. dgl., nicht möglich ist. Bei
dem erstgenannten Ausführungsbeispiel muß zur Verhinderung der unbeabsichtigten
Bewegung der gesteuerten Einrichtung eine besondere Sperrung vorgesehen werden.
Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den
Ansprüchen.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung in je
einem Längsschnitt (Fig. i und 2) durch die Vorrichtung dargestellt.
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Der in dem Arbeitszylinder i (Fig. i) auf und nieder bewegbare und
durch Ledermanschetten 2 abgedichtete Arbeitskolben 3 reicht mit einer Querstange
4 beiderseits durch Schlitze 5 des Arbeitszylinders. An die Querstange 4 ist ein
Bügel 6 angeschlossen, welcher mit der zu bewegenden Einrichtung (Weiche, Tür o.
dgl.) verbunden ist. lach der anderen Seite erstrecken sich von der Querstange 4
zwei Kurvenschubglieder 7, welche mittels Kurvenflächen 8 auf Ausleger 9 des Steuerkolbens
i i einwirken. Dieser bewegt sich in einem Zylinderraum 12 und besteht aus zwei
Manschettenabdichtungen 13, 14 an den Enden und einem mittleren Kolbenteil 15. Der
Steuerzylinderraum 12 ist durch eine Öffnung 16 mit dem Raum 17 vor der oberen Seite
des Arbeitskolbens und durch eine I Leitung 18 mit dem Raum i9 vor der unteren Seite
des Arbeitskolbens verbunden. Er steht ferner mit einer mittleren Öffnung 21 mit
dem Zylinderraum 22 des Entlüftungsschiebers 23 in Verbindung. Der Entlüftungsschieber
besteht aus einer doppelseitigen Ledermanschette 24 und einer einseitigen Ledernianschette
25, welche durch einen Bolzen 26 miteinander verbunden sind. Unten ist ein Kolbenteil
j 27 angeschraubt, welcher in einen Zylinderraum 28 eintritt, von dem Auspufföffnungen
29 ins Freie führen. Eine Schraubenfeder 31 ist bestrebt, den Entlüftungsschieber
in die dargestellte obere Stel- I lung zu bewegen. Die Druckluft wird durch eine
Leitung 32 oberhalb des Entlüftungsschiebers zugeführt. Dort ist auch die nach den
verschiedenen Entlüftungsventilen führende Leitung 33 angeschlossen. Von der Mitte
des Entlüftungszylinder, geht eine Leitung 34 ab, von der sich eine Leitunl 35 abzweigt,
die in den Raum 17 des Arbeits zylinders mündet, während eine andere Zweig leitung
36 nach dem Raum i9 des Arbeitszylinder: auf die andere Seite des Arbeitskolbens
führt.
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Die Vorrichtung wird ergänzt durch zusätzlich( Mittel, welche der
Signalgebung dienen. Diese bestehen aus oberhalb des Steuerzylinders 12 angeordneten
Signalkolben 37, 38, welche in Form einfacher Ledermanschetten ausgeführt sind unc
durch Ausleger 39 mit Kurvenschubflächen 41 der Schubglieder 7 zusammen arbeiten.
Jeder Kolbenraum 42 ist durch eine Leitung 43 mit dem Raum oberhalb des Entlüftungsschiebers
verbunden, so daß die Kolben 37 ständig unter der Einwirkung des Druckmittels stehen
und mit ihren Auslegern 39 an die Kurvenschubflächen 41 gepreßt werden. Jeder Kolbenraum
42 besitzt eine seitliche Öffnung 44'4" die an eine Leitung angeschlossen ist, welche
zu einer Signaleinrichtung o. dgl. führt. Die beiden Leitungen 35, 36 sind mit Rückschlagventilen
46 versehen.
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Die beschriebene Vorrichtung arbeitet nun folgendermaßen: Im Ruhezustand
der Vorrichtung, d. h. wenn keines der Entlüftungsventile der Leitung 33 betätigt
ist, befindet sich der Entlüftungsschieber 23 unter Einwirkung der Druckluft in
seiner unteren Lage, in welcher er die Leitung 34 für den Eintritt der Druckluft
freigibt und mit seinem Kolben 27 die Auspufföffnungen 29 schließt. Durch die Leitungen
35, 36 ist die Druckluft in die Räume 17, i9 eingetreten und setzt diese beiden
Räume unter Druck, ohne daß es zu einer Bewegung des Arbeitskolbens 3 kommt, da
beide Kolbenflächen gleich groß sind. Dabei steht entweder der Arbeitskolben in
der dargestellten untersten oder in seiner obersten Endstellung. Durch die Leitung
18 und die Leitung 16 kann die Druckluft nicht abfließen, gleichgültig, in welcher
Lage der Steuerkolben i i steht, da der Auspuff 29 durch den Kolben 27 abgedeckt
ist. Um diesen Zustand zu erhalten, ist es nicht erforderlich, die Abdichtung des
Auspuffs und des Steuerkolbens besonders dicht zu halten, da etwa verlorengehende
Druckluft immer wieder ersetzt wird. Auf Grund der Anordnung der Kurvenschubflächen
8 nimmt der Steuerkolben i i in der unteren Stellung des Arbeitskolbens seine linke
Endlage ein, in welcher der Raum 17 über die Öffnungen 16, 21 mit dem Raum 28 verbunden
ist, wobei der Raum i9 durch den Kolbenteil 25 gegenüber dem Auspuff abgesperrt
ist, während umgekehrt in der oberen Lage des Arbeitskolbens der Steuerkolben i
i seine rechte Endlage einnimmt, in welcher der Raum 17 gegenüber dem Auspuff durch
den Kolbenteil 15 abgesperrt ist und der Raum i9 über die Leitung 18 und die Öffnung
21 mit dem Vorraum des Auspuffs in Verbindung steht.
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Wird bei der dargestellten unteren Lage des Arbeitskolbens ein Entlüftungsventil
der Leitung 33 geöffnet, so strömt ein erheblicher Teil der Druckluft unmittelbar
in die Leitung 33 ein, so daß der Kolben 23 entlastet wird und unter der Wirkung
der
Feder 31 sich nach oben bewegt. Dies hat zur Folge, (laß zunächst der Auspuff 29
freigegeben wird und dadurch die in dem Raum 17 befindliche Druckluft über die Verbindungen
16,21 abströmen kann. 1)a etwa gleichzeitig die Mündung der Leitung 34 durch den
1?itlüftungsschieber geschlossen wird, kann keine weitere Druckluft mehr in den
Kaum 17 eintreten. Das in dem Raum 19 befindliche Druckhiftpolster bewirkt nunmehr
die Bewegung des :\rheitskolbens in seine obere Endstellung. Dabei bewegt sich zwangsläufig
der Steuerkolben i r in seine rechte Endstellung, in der er den Raum 17 gegenüber
derer Auspuff abschließt und den Raum i9 finit denn Auspuffrauen verbindet. Wird
jetzt (las betreffende weiter geöffnet gehalten, so geschieht nichts, d. h. Arbeitskolben
und Stetrerkolhen verharren in ihrer Lage. Hört die Betätigung des Entlüftungsventils
auf, so v,-irkt die Druckluft wieder allein auf den Fitlüftungsschieber 23 eil,
und bewegt ihn entgegen der Wirkung der Feder 3 t nach tititeti, wobei der Auspuff
28 wieder ge-schlossen t111(1 die Leitung 34 und damit die Räume 17 t111(1
i9 für den Zutritt der Druckluft freigegeben wer(lcn. Das beschriebene Spiel vollzieht
sich von tiettein, sobald eiti Entliiftungsventilwieder geöffnet wird. Dabei wandert
der Arbeitskolben wieder nach unten, iti(leti er (len Steuerkolben in seine linke
Endlage verschiebt, so daß die Teile wieder die in der Zeichtiutig (bargestellte
Endlage annehmen. Die IZiickschlagvertile 45 sind normalerweise nicht erforderlich.
Sie dienen zur Sicherung der Aufrechterhaltung des Druckluftpolsters in den Räumen
17 und i g.
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Da der Arbeitskolben in der Ruhelage, d. h. bei geschlossenen I#.iitliiftutigsventilen,
von beiden Seiten unter gleichem Druck steht, kann er willkürlich bewegt werden.
CTin eine unbeabsichtigte Bewegiiiig der angeschlossenen zu steuernden Vorrichtung,
z. B. einer \\'eiche, zu verhindern, wird eine SI>errung vorgesehen, die das Gestänge
6 iii der Ruhelage festliilt. Dabei ist das Gestänge 6 aii den Querbolzen 4 mit
einem gewissen freien Spiel angeschlossen. Wird der Arbeitskolben in Ilewegung gesetzt,
so wird das Gestänge 6 und die aii dieseln angeschlossene Einrichtung so lange nicht
niitlietvegt, lies (las freie Spiel aufgebraucht ist. Dies(> Bewegung des :\rbeitskolbens
gegenüber denn Gestänge 6 wird in an sich bekannter Weise dazu ausgenutzt, die genannte
Sperrung des Gestänges 6 aufzuheben.
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Ist die bewegte Hinrichtung, z. B. eine Weiche, finit eitler Signaleinrichtung
verbunden, die entsprechend der l?mlegung der Weiche z. B. ein rotes oller griines
Signal gilt, so erweist es sich als zweckm:ißig. die Steuerung für die Signaleinrichttuig
timnittelbar finit der Bewegungseinrichtung zu verbinden, da auch die Signalsteuerung
von der Bewegtuig des :\rl)eitskolliens abhängig ist.
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In der dargestellten unteren Stellung des Arbeitskolbciis wird die
Leitung 44 von dein linken Signalkolb>ell 37 freigegeiten, so daß die Druckluft
über die zugelii>rige 1_eitt1trg 43 einströmen und das betrettende Signal, z. 13.
rot, in seine Arbeitslage bringen kann. Die Signalleitung 45 auf der anderen Seite
ist dagegen durch den rechten Steuerkolben 37 abgeschlossen, so daß das zugehörige
Signal, z. B. grün, nicht. betätigt ist. Ist der Arbeitskolben in seine obere Endlage
bewegt worden, so ist umgekehrt die Signalleitung 45 für die Druckluft freigegeben,
während die Signalleitung44 abgeschlossen ist. Statt des roten Signals erscheint
jetzt das grüne Signal.
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Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich, abgesehen davon,
daß hier die Signalkolben 37, 38 nicht vorgesehen sind, von der Ausführungsform
der Fig. t durch den zusätzlichen Einbau eines Hilfssteuerkolbens, der in der gleichen
Wechselwirkung zu dem Entlüftungsschieber 23 steht wie beim Ausführungsbeispiel
der Fig. 1 der Arbeitskolben 3 zu dem Entlüftungsschieber 23. Im übrigen sind der
Arbeitskolben 3, der Entlüftungsschieber 23 und das Steuergestänge 7 in der gleichen
Weise ausgebildet wie bei der Ausführungsform der Fig. 1, so daß sich eine besondere
Beschreibung dieser Teile erübrigt. Von dem Zylinder des Steuerschiebers 15 gehen
Leitungen 16' und 18' aus, die zu den beiden seitlichen Vorräumen 17' und rg eines
Hilfssteuerschiebers 47 geführt sind. Diese beiden Räume stehen durch Leitungen
48,49 mit der Druckluftzuleitung 32 in Verbindung. In der Mitte weist der Zylinder
des Hilfssteuerschiebers eine dritte Zuleitung 51 für die Druckluft auf. An einen
mittleren Kolbenteil 52 schließen sich zwei Schalträume 53, 54 an. Der Schaltraum
53 steht über eine Leitung 18 in dauernder Verbindung mit dem oberen Vorraum 19
des Arbeitskolbens, während der Schaltraum 54 durch eine Leitung 16 dauernd mit
dem Vorraum 17 des Arbeitskolbens verbunden ist. Seitlich von den Mündungen der
Leitungen 18 und 16 sind Auspufföffnungen 55, 56 vorgesehen. Diese Ausführungsform
arbeitet in folgender Weise: Sind alle Entlüftungsventile geschlossen, so steht
der Entlüftungsschieber 23 unter vollem Druck der aus der Leitung 32 kommenden Druckluft,
so daß er sich in der dargestellten oberen Endlage befindet, in welcher der Auspuff
29 geschlossen ist. Wird ein Entlüftungsventil geöffnet, so kann die Druckluft durch
die Leitung 33 abströmen, so daß sich der Entlüftungsschieber 23 unter der Wirkung
der Feder 31 nach unten bewegt und dadurch eine Verbindung des Vorraumes 17' des
Hilfsteuerschiebers mit dem Auspuff 29 über die Leitung 16 ', den Steuerschieber
und die Leitung 21 herstellt. Der Hilfssteuerschieber 47, der bis dahin auf
beiden Seiten unter dem gleichmäßigen Druck der Druckluft stand und der daher die
dargestellte linke Endlage, die er aus dem vorangegangenen Steuervorgang inne hatte,
beibehielt, wird nunmehr nach rechts bewegt, da infolge des Abströmens der Druckluft
über die Leitung 16' im Raum 17' ein Unterdruck gegenüber dem Raum 19' entstanden
ist. Wie ersichtlich, war vorher der Raum 19 des Arbeitskolbens ohne Druck, da dieser
Raum über die Leitung 18, den Schaltraum 53 und den Auspuff 55 mit der freien Luft
in Verbindung stand. Demgegenüber stand der Vorraum 17 des Arbeitskolbens unter
dem
vollen Druck der Druckluft, da die Leitung 16 über den Schaltraum
54 und die Zuleitung 51 an die Druckluftzuführung angeschlossen war. Wenn jetzt
der Hilfssteuerkolben nach rechts bewegt wird, so gelangt sein Mittelteil
52 in eine Stellung rechts von <lern Zutritt 51, während der Auspuff 56
Verbindung mit dem Schaltraum 54 erhält. Der im Vorraum 17 des Arbeitskolbens befindliche
Druck wird daher über die Leitung 16 und den Auspuff 56 aufgehoben.
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Auf der anderen Seite wird der Auspuff 55 durch den linken Dichtungsteil
des Hilfssteuerkolbens geschlossen und die Zuleitung 51 der Druckluft an den Schaltraum
53 gelegt, so daß der Vorraum i9 des Arbeitskolbens über die Leitung 18 unter den
vollen Druck der Druckluft gesetzt wird. Dies hat eine Bewegung des Arbeitskolbens
nach unten zur Folge, wodurch die gewünschte Steuerbewegung der zu steuernden Einrichtung
über das Gestänge 6 erfolgt. Bei dieser Bewegung wird der Steuerschieber i i durch
die Kurvenschubflächen 8 nach rechts bewegt, so daß die Leitung 21 und damit der
Auspuff 29 nicht mehr in den Vorraum 17', sondern in den Vorraum i9' des Hilfssteuerschiebers
angeschlossen ist. Ist das bewegte Entlüftungsventil inzwischen geschlossen worden,
so verharren sämtliche Kolben in der eingenommenen Lage, d. h. der Arbeitskolben
befindet sich unten, und sein oberer Vorraum i9 steht unter Druck, der Entlüftungsschiel>er
hat sich wieder nach oben in die dargestellte Lage bewegt und sperrt den Auspuff
29 gegenüber dem Vorraum i9' ab, der Steuerschieber i i steht in der rechten Endlage,
und ebenso steht der Hilfssteuerschieber 47 rechts, in welcher Lage er den Vorraum
17 des Arbeitskolbens entlüftet und den Vorraum i9 unter Druck setzt.
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Das beschriebene Spiel mit umgekehrten Bewegungen des Arbeitskolbens
und der beiden Steuerschieber wiederholt sich, sobald die Leitung 33 wieder entlüftet
wird.