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Fernbetätigte Preßluftsteuerung für Wettertüren, Weichenstellanlagen
u. dgl. Die 1?rhndting betritft eine fernbetätigte Preßluftsteuerung für Wettertiireii,
Weichenstellanlagen u. dgl. mit einem Stellzylinder, der bei 13et<itiguirg eines
l#.mitaktes durch eineu vorl>eifahrenden Zug oder in sonstiger Weise über eineu
Steuerkörper durch 1?ntlüftung einer zu einem Steuerzylinder führenden Preßluftleitung
betätigt und durch nach Betätigen eines oder mehrerer Kontakte gegebenenfalls nach
einem gewünschten Zeitintervall automatisch erfolgende Wiederbelüftung der Preßluftleitung
zurückgestellt wird. Derartige Einrichtungen sind an sich bekannt. Die bekannten
1-#mistruktionen besitzen Steuerzylinder, in denen sich ein Differentialsteuerkolben
verschieben kann. leer der grollen Kolbenseite zugeordnete Zylinderraum des Steuerzylinders
steht einerseits mit dem Entlüftung sl<anal von vergleichsweise gröL3erein Querschnitt,
andererseits einem Preßluftzuführungskanal von kleinerem Querschnitt in Verbindung,
iiiit dein Ergebnis, claß bei durch Betätigutig des Kontaktes erfolgender Entlüftung
durch den größeren Kanal infolge des im Zylinder eintretenden Unterdrudkes der Steuerkolben
umg;steuert, hierdurch ein dem Stellzylinder Preßluf t zuführender Kanal freigegeben
und dieser dadurch betätigt wird, während gleichzeitig durch den kleinen Kanal nur
eine geringere Menge an Luft nachströmt. Nach Schließen der Entlüftungsleitung,
beispielsweise sobald der durchfahrende Zug den Schienenkontakt passiert hat, sammelt
sich die durch den kleineren Kanal zugeführte Luft im Steuerzylinderraum wieder
an, und der Kolben steuert um, wodurch der Druckraum des Stellzylinders auf Auspuff
gestellt wird und dieser nun durch ehre darin angeordnete Feder oder ein anderes
ständig auf der anderen Zylinderseite lastendes Druckmittel in die Ausgangsstellun,
zurückgestellt wird.
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Die bekannten Einrichtungen erfordern in jedem Fall die Verwendung
eines besonderen Steuerzylinders
und damit außerdem zahlreiche
Leitungen mit allen sichhieraus ergebenden Nachteilen in bezug auf die Bauart, die
Betriebssicherheit und die Beschaffungskosten der Anlage.
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Durch die Erfindung wird eine Preßluftsteueranlagevon außerordentlicher
Einfachheit@geschaffen, die alle Nachteile der bekannten Einrichtungen vermeidet.
Darüber hinaus ergibt die Erfindung neue Möglichkeiten für die Vereinfachung nicht
nur der eigentlichen Betätigung des Stellzylinders, sondern auch der Gesamtanlage,
insbesondere in .bezug auf Einsparung an Bedienungseinrichtungen, Leitungen usw.
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Dieser Erfolg wird gemäß der Erfindung dadurch erzielt, daß diese
die Verwendung eines besonderen Steuerzylinders überflüssig macht, indem der Arbeitskolben
des Stellzylinders selbst gleichzeitig als Steuerkörper ausgebildet ist.
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Zu diesem Zweck ist in dem Arbeitskolben des Steuerzylinders, dessen
Zylinderraum an die mittels des Kontaktes zu entlüftende Leitung angeschlossen ist,
ein diesen Kolben durchbohrender Belüftungskanal von verhältnismäßig kleinem Querschnitt
vorgesehen, durch den während des Entlüftungsvorganges und nach Beendigung desselben
Preßluft in den Zylinderraum einströmt, die nach Wiederschließen des Entlüftungskontaktes
den Druck im Zylinderraum wieder herstellt und die Umsteuerung des Zylinderkolbens
bewirkt.
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Der Kolben besitzt, um diese Umsteuerung herbeizuführen, verschieden
groß beaufschlagte Kolbenflächen, deren größere der Entlüftungsseite und deren kleinere
der Kolbenstangenseite, an der die Preßluft in denZylindereingeführtwird,zugeordnet
ist. Der notwendige Unterschied der Kolbenflächen ergibt sich bereits infolge der
Verkleinerung der h@aufschlagten Fläche an der Kolbenstangenseite durch die Kolbenstange.
Als zweckmäßig erweist es sich, den Querschnitt des durch den Kolben hindurchgehenden
Belüftungskanals verstellbar zu machen, um so das Zeitintervall, in welchem nach
Freigabe des Kontaktes sich ein für die Umsteuerung ausreichender Luftdruck wiederherstellt,
einstellen zu können.
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Um den Verlauf des Umsteuervorganges noch zu verbessern, ferner ein
einwandfreies Funktionieren der Vorrichtung unter den Beanspruchungen des raühen
Grubenbetriebes unbedingt zu sichern, werden gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung
der Zylinder und der Kolben so ausgebildet, daß der Umsteuervorgang selbst in beiden
Richtungen beschleunigt wird, indem er bei Entlüftung des Zylinderraumes durch die
ständig auf die kolbenstangenseitige Zylinderfläche wirkende Preßluft unterstützt
wird, ferner bei der Rückwärtsumsteuerung der Vorgang erst nach Wiederherstellung
eines vergleichsweise hohen Preßluftdruckes auf der Gegenseite, d. h. mit einer
gewissen gewollten Verzögerung, dann aber ebenfalls zusätzlich beschleunigt, einsetzt.
Die zu diesem Zweck getroffene Ausbildung des Zylinders und Kolbens ermöglicht es,
gleichzeitig auf eine kolbenstangenseitige Abdichtung durch eine Stopfbüchse sowie
eine Abdichtung des Zylinders durch Ledermanschetten od. dgl. zu verzichten.
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Zu diesem Zweck ist im Zylinderinneren an der kolbenstangenseitigen
Endwand, durch welche durch einen Kanal von vergleichsweise großem Querschnitt die
Preßluft zugeführt wird, ein die Kolbenstange umgebender ringförmiger Ansatz vorgesehen,
gegen den sich der Kolben in seiner Endstellung mit einem darin eingebetteten Leder-oder
Gummiring preßt. Die Preßlufteinführung erfolgt auf der äußeren Ringfläche. Eine
ähnliche Abdichtung in Gestalt eines inneren Ringansatzes von jedoch größerem Durchmesser
ist auch an der anderen Kolbenseite, die Entlüfungsöffnung einschließend, vorgesehen.
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Hierdurch werden an beiden Zylinderenden abgetrennte Räume geschaffen,
die nur von je einem Teil der entsprechenden Kolbenfl-liche abgeschlossen werden,
-solange der Kopien sich in der betreffenden Endstellung befindet, so daß also der
Druck zunächst nur auf diesen kleineren Teil der Kolbenfläche wirkt, um aber, sobald
sich der Kolben von diesem Sitz abhebt, auf der ganzen Kol@benfläc'he wirksam zu
werden.
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Auf der Kolbenstangenseite ergibt sich hierdurch die Wirkung, daß
der hei Entlüftung des Zylinderinneren an sich in dein äußeren Ringraum immer vorhandene
Preßluftdruck, der durch die durch den Steuerkanal abströmende Preßluft nur geringfügig
reduziert wird, sich nach Beginn der Kolbenbewegung auf den ganzen Kolbenquerschnitt
auswirkt und sich andererseits auf der Gegenseite, bevor der Umsteuervorgang einsetzt,
erst ein vergleichsweise erheblicher Preßluftdruck wiederherstellen muß, dann aber
dieser Druck sich durch die beim Abheben des Kolbens erfolgende Vergrößerung der
Kolbenfläche mit dem Ergebnis einer Beschleunigung des Umsteuervorganges auswirkt.
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Durch entsprechende Bemessung der Radien der ringförmigen Vorsprünge
läßt sich das Verhältnis der anfänglich beaufschlagten Kolbenflächen zueinander
so einstellen, daß die auf der Entlüftungsseite zunächst beaufschlagte 1,' läche
nur um weniges größer ist als die auf der Kolbenseite, was für den Verlauf des LTmsteuervorganges
von Vorteil ist.
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Im weiteren Ausbau der Erfindung werden grundsätzlich neue Möglichkeiten
für die Arbeitsweise der ganzen Vorrichtung dadurch geschaffen, daß durch entsprechende
Kontakte die Entlüftung der Entlüftungsleitung in zwei Stufen erfolgt und die beiden
Stufen zur Steuerung verschiedener Arbeitsvorgänge benutzt werden. Es ist hierdurch
in allen Fällen, in denen die Steuerung mehrerer Arbeitsvorgänge in Betracht kommt,
wie beispielsweise bei durch einen Handkontakt, der nach Passieren der Weiche automatisch
wieder zurückgestellt werden muß, betätigten Weichenstellanlagen u. a., möglich,
mit nur einer Entlüftungsleitung auszukommen, in der die Kontakte liegen, während
bisher zur Durchführung dieser Vorgänge immer eine zweite Ent- oder Belüftungsleitung
notwendig war.
Bei dem Ausführungsbeispiel der durch einen Handkontakt
betätigten Weichenstellanlage wird der Handbetätigungskontakt mit einem einstellharen
Druckregler versehen, der bei Betätigung des Kontaktes die Entlüftungsleitung nur
his zu (lern sich aus der Einstellung des Druckreglers ergebenden Teil des Betriebsdruckes
entlüftet. Durch diese Druckherabsetzung wird in grundsätzlich gleicher Weise wie
bei Vollentlüftung der Stellzylinder und damit die Weiche umgesteuert. Hinter der
Weiche ist ein Schienenkontakt vorgesehen, der, sobald er befahren wird, die völlige
Entlüftung der Leitung bewirkt und dadurch den Handbetä tigungskontakt wieder in
seine Ursprungsstellung zurückbringt. Der Stellzylinder verbleibt für die ganze
Dauer der beiden Entlüftungsstufen und innerhalb des vorzugsweise einstellbaren
Intervalls, his sich die Luft wieder hinreichend angesammelt hat, um die Umsteuerung
zu bewirken, in seiner :1i-beitsstellung.
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Eine solche Anlage kann beispielsweise noch mit an sie angeschlossenen
Blockierungssignalen derart kombiniert werden, daß diese bei dem ersten Steuervorgang
in Warnstellung gehen und bei Beeiidigung des zweiten Steuervorganges automatisch
wieder in die Durchfahrtsstellung zurückkehren.
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Nachstehend wird die Erfindung im einzelnen beispielsweise an Hand
der Abbildungen beschrieben. Von diesen zeigt :1b1>. i eine vollautomatisch arbeitende
Anlage zum öffnen von Wettertüren im Grundriß; Abb. 2 veranschaulicht den gleichzeitig
als Steuerkörper wirkenden Stellzylinder im Schnitt und Ahl).3 im vergrößerten Maßstab
die Verstellmöglichkeit für den Querschnitt des Belüftungskanals im Kopien; :11>1i.
.I veranschaulicht schematisch eine mit zwei Entlüftungsstufen arbeitende automatische
Weichenstellanlage.
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In dein in Abb. t dargestellten Stellsteuerzylinder 5 ist der Arbeitskolben
7 verschiebbar, der durch die Kolbenstange 7" beispielsweise über ein Seil oder
eine Kette 7b mit der Wettertür 7° verbunden ist. Wie Abb.2 zeigt, ist der Innenraum
des Zylinders über eine Entlüftungsöffnung 4 an die I?ntlüftungsleitung 3 angeschlossen.
Kolbenstangenseitig steht der Zylinderraum 13 durch eine ()ffiltiiig mit einer 1'reßluftzuleitung
12 in Verbindung. Der Kolben ist durch den Kanal 6 von gegenüber (lein der Preßluftzuleitung
verhältnismäßig kleinem Querschnitt durchbohrt. Die Einführung der Kolbenstange
ist im Zylinderinneren von einem ringförmigen Ansatz i i umgeben, der mit einem
Dichtungsring io auf der Kolbenfläche zusammenwirkt, wenn sich der Kolben in der
kolbenstangenseitigen Endstellung befindet. An der anderen Zylinderseite befindet
sich ebenfalls ein innerer Ringansatz 9 von größerem Durchmesser, der in gleicher
Weise mit einem Dichtungsring 8 auf der Kolbenfläche zusammenwirkt.
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1)ie aus .11>l>.3 im einzelnen erkennbare Vorrichtung zur `-erstellting
des Querschnittes des Belüftungskanals 6 besteht aus einer Stellschraube 14, die
durch einen Verschluß-stopfen i5 od. dgl. im entlüftungsseitigen Boden des Stellzylinders
5 zugänglich ist. Durch Abschrauben dieses Stopfens und Freigeben der Öffnung 1-6
wird der Zylinderraum entlüftet, d. h. der Kolben 7 verschiebt sich in die rechte
Endstellung, so daß durch die Öffnung 16 die Stellschraube erreichbar ist und ge--ebenenfalls
verstellt werden kann.
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Die aus Abb. i ersichtliche Wirkungsweise der in dieser dargestellten
Vorrichtung zum Öffnen von `'Wettertüren ist die folgende: Durch das den Schienenkontakt
passierende Fahrzeug wird die Leitung 3 und dadurch der Stellzylinder 5 entlüftet.
Im Zylinderraum entsteht ein Unterdruck, und der Kolben 7 verschiebt sich nach rechts,
bis sein Abdichtungsring 8 sich auf Ringansatz 9 legt. Bei dieser Bewegung
nimmt die Kolbenstange 7u ,über das Seil 7b die Wettertür 7c in die in Abb. r gestrichelt
dargestellte Stellung mit. Nachdem der Schienenkontakt i oder gegebenenfalls der
auf der anderen Seite der Wettertür angeordnete Schienenkontakt 2 von dem Zug od.
dgl. passiert worden ist, sammelt sich durch den Belüftungskanal 6 des Kolbens 7
die Luft in der Entlüftungsleitung wiecler an. Sobald die Leitung gefüllt ist, steuert
der Kolben 7 in die Ruhestellung links um, da seine entlüftungsseitig beaufschlagte
Fläche größer ist als die Kolbenstangenseite, und gelangt in die in Abb. 2 dargestellte
Stellung, in der er mit seinem Abdichtungsring io vor den Ansatz i i gepreßt wird,
so daß die Kolbenstange 7a auch ohne Stopfbüchse völlig abgedichtet ist. Gleichzeitig
geht die in der üblichen Weise selbstschließend aufgehängte Wettertür wieder in
die geschlossene Stellung zurück.
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Bei einem Befahren der Kontakte in umgekehrter Richtung ergeben sich
genau die gleichen Steuer-und Arbeitsvorgänge.
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Bei dem in Abb.4 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung,
bei welcher durch Entlüftung der einzigen Entlüftungsleitung in zwei Druckstufen
verschiedene Steuervorgänge betätigt werden, wird durch den Handanschlagteller 17
durch den Lokomotivführer des von I nach 1I fahrenden Zuges das Entlüftungsventil
18 betätigt, welches über die Leitung i9 mit dem Innenraum 2o eines hierbei für
die Erzielung der Druckstufen notwendigen besonderen Druckreglerzylinders in Verbindung
steht, in welchem der Kolben 21 verschiebbar ist. Dieser Druckreglerzylinder seinerseits
bewirkt die stufenweise Entlüftung der Leitung 3 zum Stehzylinder 5 unter Zwischenschaltung
eines Druckreglers 22, der bei Entlüftung des Zylinderraumes 20 durch Betätigung
des Handanschlagtellers und dadurch erfolgender Umsteuerung des Kolbens 21 die Entlüftung
der Leitung 3 zunächst nur bis zu einem eingestellten Druck bewirkt. Selbstverständlich
muß hierbei der Austrittskanal des Druckreglers so bemessen sein, daß mehr Luft
einströmen kann, als durch die im Kolben 7 vorgesehene Belüftungsleitung nachströmt.
Die Wirkung der Teilentlüftung in der Leitung 3
auf den Stellzylinder
5 ist die gleiche wie :bei Vollentlüftung. Der Zylinderkolben wird betätigt und
nimmt über die Kolbenstange 7a die Weiche mit.
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Ein hinter der Weiche angeordneter Schienenkontakt 23 bewirkt, sobald
er befahren wird, nun die völlige Entlüftung der Leitung 3. Diese ist für den Stellzylinder
ohne Wirkung, jedoch wird hierdurch dem Raum -oa des Druckreglerzylinders die Luft
ganz entzogen, mit der Wirkung, daß der Kolben 21 umgesteuert, der Entlüftungskanal
3"
geschlossen und der mit dem Kolben verbundene Handanschlagteller wieder
in seine Ausgangsstellung zurückgebracht wird. In die Leitung 3b kann auch ein Rückschlagventil
eingebaut sein, das bewirkt, daß der Kolben 21 schon bei ganz geringem Druck umsteuert.
Sobald der letzte Wagen den Schienenkontakt 23 verlassen hat, sammelt sich die Luft
in den Leitungen 3, 3b und ig wieder an, und der Kolben 7 des Stellzylinders 5 stellt
die Weiche wieder in die Geradeausstellung um.
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Bei Befahren der Weiche in umgekehrter Richtung von II nach I wird
durch den Schienenkontakt 23 die Leitung 3 sofort völlig entlüftet, d. h. es ergibt
sich der normale einstufige Steuervorgang.
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Die letztbeschriebene Anlage kann auch mit einem einfachen Stellzylinder,
der nicht gleichzeitig auch Steuerzylinder ist, arbeiten. Es muß dann zusätzlich
der Handbetätigungskontakt mit einer Zu- und Steuerleitung versehen sein oder an
irgendeiner anderen Stelle eine Zuleitung an die Entlüftungsleitung angeschlossen
werden.