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Druckmittelbetriebener Stellmotor Die Erfindung betrifft eine Lösung
der Aufgabe, von einem entfernten Ort aus ein druckmittelgesteuertes Arbeitsgerät
zu betätigen, welches zwei Grundstellungen A und B hat, wobei jede
Betätigung das Gerät, wenn es in der Stellung A ist, in die Stellung B bringt, und
wenn es sich in der Stellung B befindet, in die Stellung A zurückführt.
Man hat diese Aufgabe bereits dadurch gelöst, daß bei Betätigung des Schaltventils,
welches sich also entfernt von dem Arbeitsgerät befindet, zunächst ein sich drehender
Steuerschieber um ein bestimmtes Winkelmaß gedreht wurde, wobei die einzelnen aufeinanderfolgenden
Winkelstellungen immer zwei entgegengesetzten Gängen eines das Arbeitsgerät betätigenden
Druckmittelkolbens entsprachen. Durch den Steuerschieber wurde je nach dessen Stellung
von den beiden Druckräumen des Arbeitskolbens der eine mit dem Auspuff verbunden,
der andere unter Betriebsdruck gesetzt bzw. gehalten; dadurch kam die gewünschte
Umstellung des Arbeitsgerätes zustande.
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Ein Nachteil dieser bekannten Einrichtung besteht darin, daB die Abdichtung
der beweglichen Teile des Steuerschiebers Schwierigkeiten macht, so daß dieses Zusatzgerät
oftmals Versager zeigte und im übrigen ein sehr hoher dauernder Verbrauch des Druckmittels
eintrat.
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Ein zuverlässigeres Arbeiten wurde erreicht durch eine Einrichtung,
bei der das Schaltventil aus einem Entlüftungsventil bestand, welches über eine
doppelte Drudkmittelleitung mit dem Arbeitsgerät verbunden war, dem ein Steuerschieber
vorgeschaltet wurde. Dieses Entlüftungsventil war mit einem weiteren Steuerschieber
unmittelbar derart verbunden, daß bei aufeinanderfolgender Betätigung des Entlüftungsventils
abwechselnd durch die
eine oder die andere der beiden Druckmittelleitungen,
welche Entlüftungsventil und Arbeitsgerät verbinden, ein Impuls gegeben wurde. Auch
bei dieser Anordnung befindet sich aber an dem Entlüftungsventil eine verhältnismäßig
komplizierte Umstelleinrichtung, welche zu vermeiden ein Ziel der vorliegenden Erfindung
ist.
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Gemäß der Erfindung spielt ein sog. Flatterventil eine wesentliche
Rolle. Es ist bereits vorgeschlagen worden, im Zusammenhang mit der Lösung der hier
bezeichneten Aufgabe, ein Flatterventil zu verwenden, also beispielsweise eine Kugel,
die sich an einer Gabelung der Druckmittelwege befindet und je nach ihrer Stellung
den mittleren Zweig der Gabelung mit dem einen oder anderen Abzweig verbindet, je
nachdem welcher der beiden Abzweige durch Anliegen der Kugel an die vor den Abzweigen
liegenden Ventilsitze abgesperrt wird. Dabei erfolgte aber der Impuls von einem
der Abzweige her, so daß zwei verschiedene Arten von Impulsen erforderlich waren,
um die Umstellung des Arbeitsgerätes von der Stellung A in die StellungB und von
der StellungB in die StellungA zu bewirken.
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Gemäß der Erfindung ist ein druckmittelbetriebener Stellmotor, mittels
dessen durch kurzzeitiges Betätigen eines von dem Stellmotor gegebenenfalls entfernt
stehenden Entlüftungsventils ein Arbeitsgerät immer in die jeweils andere von zwei
Grundstellungen A und B gebracht wird, derart ausgebildet, daß als
Umstellorgan ein in einem Steuerzylinder laufender fliegender Doppelkolben dient,
dessen Kolbenaußenflächen in den Endstellungen je eine Verbindungsöffnung zwischen
Zylinderraum und der zum Entspannungsventil führenden (gemeinsamen) Leitung abschließen,
während in allen Stellungen des Doppelkolbens sowohl die beiden Verbindungen der
Außenräume des Zylinders mit einem Flatterventil offen bleiben als auch der zwischen
den Kolben liegende Teil des Zylinderraumes entspannt ist, wobei die Zufuhr des
Druckmittels über den mittleren Zweig des Flatterventils erfolgt. Das Eigenartige
der neuen Schaltung besteht darin, daß bei Erreichen der einen Endstellung des Arbeitsgerätes
(nach kurzzeitiger Betätigung des Entspannungsventils) das Flatterventil eine solche
Stellung hat, daß bei erneutem Wirksamwerden der Entspannung das Flatterventil in
seine andere Endstellung geht und dadurch den Schaltvorgang in solcher Weise leitet,
daß das Gerät aus der StellungA in die StellungB oder aus der StellungB in die Stellung
A geht. Als Flatterventil kann, wie bereits oben erwähnt, eine Kugel dienen, welche
in einer symmetrisch zur Druckmittelzufuhr angeordneten Rohrverzweigung zwischen
zwei Ventilsitzen beweglich ist.
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Ein wichtiges Anwendungsgebiet des neuen Stellmotors ist die Weichenumstellung
vom fahrenden Zug aus, wobei in angemessenem Abstand von der Weiche in der Nähe
des Schienenstranges sich das Entspannungsventil befindet, welches beispielsweise
mit einem Handanschlag verbunden ist, während das Arbeitsgerät ein druckmittelbetriebenei
Kolben ist, an dem sich die Weichenzunge befindet. Weitere wichtige Anwendungsgebiete
des neuen Stellmotors sind Schwingbühnen, Schachttoröffner, Bremsen, Förderwagentransporter
und- Wasserpumpen.
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In der anliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Stellmotors
gemäß der Erfindung im Schnitt dargestellt.
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Der in dem Arbeitszylinder 14 laufende Arbeitskolben 15 trägt eine
Kolbenstange 16, an der sich im Fall der Weichenstellvorrichtung, um den Stellmotor
an diesem Ausführungsbeispiel zu erläutern, die Weichenzunge befindet. Die Leitung
2 führt zu dem Enspannungsventil, das im Fall der Weichenstellvorrichtung von einem
Handanschlag kurzzeitig geöffnet und beispielsweise durch Federkraft sogleich wieder
geschlossen wird. Die Beaufschlagung und Entlüftung der beiden Seiten des Kolbens
15 erfolgt über die Zuführungskanäle 3 und 4, welche an verschiedenen Stellen in
den Raum des Steuerzylinders führen, der sich in dem Steuergehäuse 6 befindet. In
diesem Steuerzylinder läuft der fliegende Doppelkolben g. Ein Auspuff 5 am Steuerzylinder
ist so angeordnet, daß der zwischen den beiden inneren Flächen des Doppelkolbens
liegende Ringraum ständig entlüftet ist. In der gezeichneten Stellung des Steuerkolbens
ist daher auch der Kanal 4 und damit auch die vordere Kolbenseite des Arbeitskolbens
entlüftet.
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An den Enden des Steuerzylinders befinden sich Stopfen 8, durch deren
zylindrische Bohrungen 18 eine Verbindung zwischen dem Inneren des Steuerzylinders
und den beiden Leitungen 19 hergestellt werden kann, die sich in der zum
Entlüftungsventil führenden Leitung 2 vereinigen. In den Steuerzylinder führen weiterhin
die beiden Leitungen 17, die zu den Abzweigungen des Flatterventils führen. Dieses
besteht aus den Anpreßstopfen 13, vor denen sich die Dichtungsscheiben 12 befinden,
an welche sich die Kugel i i anlegt. Der mittlere Zweig i des Flatterventils dient
zur ständigen Zuführung des Druckmittels, z. B. der Druckluft.
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Befindet sich der Steuerzylinder g in Endstellung, so dichtet die
eine seiner Kolbenaußenflächen, auf denen sich die Dichtungsscheiben io befinden,
die Bohrung 18 in dem mittleren Stopfen 8 ab, wodurch die Verbindung zwischen dem
Steuerzylinder und der zum Entlüftungsventil e führenden Leitung abgesperrt ist;
daher bleibt die Verbindung zwischen dem Flatterventil einerseits und den Endräumen
des Steuerzylinders über die Leitungen 17 in jeder Stellung des Doppelkolbens g
erhalten. Das Arbeiten des Stellmotors erfolgt demnach in folgender Weise: In der
gezeichneten Stellung gelangt die Druckluft, da der rechte Abzweig des Flatterventils
geöffnet ist, durch die rechte der beiden Leitungen 17 in den rechten Raum des Steuerzylinders
und von dort über den Kanal 3 in den Arbeitszylinder, wo sie auf die hintere Kolbenseite
des Arbeitskolbens 15 einwirkt, während dessen vordere Seite über den Kanal 4 und
den zwischen den beiden Kolben
des Steuerkolbens 9 liegende Raum
an den Auspuff 5 angeschlossen ist. Die Kolbenstange 16 bewegt sich also in der
durch den Pfeil 2o angedeuteten Richtung.
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Wird nach Beendigung der Umstellung irgendwann das Entlüftungsventil
betätigt, so entsteht für eine gewisse Zeit ein Unterdruck in der Leitung 2. Dieser
pflanzt sich über die rechte der beiden Leitungen i9, die entsprechende Bohrung
18, den rechten Teilraum des Steuerzylinders und die rechte der Leitungen 17 äuf
den rechten Abzweig des Flatterventils fort. Der dadurch hervorgerufene Sog zieht
die Kugel i i vor den rechten Anpreßstopfen 13 in die punktiert dargestellte Lage.
Die linke Verbindungsleitung 17 ist nunmehr für die Druckluftzuführung frei. Die
Druckluft wirkt auf die Außenfläche der linken Hälfte des Doppelkolbens 9 und bringt
diesen in die rechte Endstellung, wo die Dichtungsscheibe io die rechte Bohrung
18 abschließt; bei dieser Stellung des Steuerzylinders gelangt die Druckluft über
den linken "Peilraum des Steuerzylinders in die Leitung 4 und damit vor die vordere
Seite des Arbeitskolbens 15, während die andere Seite des Arbeitskolbens über die
Verbindungsleitung 3 und den mittleren zwischen den beiden Kolben des Steuerkolbens
9 liegenden Raum an den Auspuff 5 angeschlossen ist. Der Arbeitskolben führt also
eine Bewegung entgegengesetzt zu der des Pfeiles 2o aus.
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Es versteht sich, daß auch andere Formen von Flatterventilen für die
Steuerung des Umstellvorganges geeignet sind, wenn nur die Zufuhr des Druckmittels
über den mittleren Zweig des Flatterventils erfolgt und die beiden Abzweigungen,
in denen sich die Ventilsitze befinden, symmetrisch zu diesem mittleren Zweig angeordnet
sind. So kann z. B. das Flatterventil auch als Teller ausgebildet sein, der senkrecht
zu der Achse der beiden Abzweige liegt und mit einer Stange in Führungen gleitet,
die in dem Ventilgehäuse sitzen. Durch ein symmetrisch angeordnetes Federpaar kann
der TellerlyeigleichemDruck in denlyeidenLeitungen 17 in die mittlere Stellung zurückgebracht
werden. Beim Auftreten von Unterdruck in einer der beiden Leitungen 17 ist diese
dann von dem Teller abgeschlossen. Das bewegliche Teil in dem Flatterventil kann
statt durch eine Kugel auch durch einen in den Abzweigungen liegenden koaxialen
Zylinderschieber dargestellt sein; dieser kann Durchbohrungen haben, welche auch
in der Sperrstellung noch das Hindurchtreten einer gewissen Luftmenge gestatten.
Ein solcher Zylinderschieber hat vorteil- -hafterweise noch ringförmige Randausnehmungen.