DE864662C

DE864662C - Verfahren und Vorrichtung zum Umstellen einer Vielzahl von Absperreinrichtungen

Info

Publication number: DE864662C
Application number: DEZ288D
Authority: DE
Inventors: Josef Wink
Original assignee: Zimmermann and Jansen GmbH
Current assignee: Zimmermann and Jansen GmbH
Priority date: 1944-03-26
Filing date: 1944-03-26
Publication date: 1953-01-26

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Umstellen einer Vielzahl von Absperreinrichtungen Es ist bekannt, auf hydraulischem Wege eine Vielzahl von Absperreinrichtungen bzw. Absperrschieber in der Weise umzustellen, daß sie mit einer bestimmten durch den Betrieb bedingten Reihenfolge zwangsläufig hintereinander umgestellt werden.
Zu jeder Absperreinrichtung gehört ein Steuerorgan, welches das Druckmittel über oder unter den Kolben des Arbeitszylinders strömen läßt, um die Absperreinrichtung zu öffnen bzw. zu schließen.
Die Beeinflussung des genannten Steuerorgans erfolgt am Ende eines jeden Kolbenhubes im Arbeitszylinder durch das Druckmittel, welches die Umstellarbeit für die Absperreinrichtung leistet. Die Art der Beeinflussung auf das Steuerorgan hat bisher erfahrungsgemäß Nachteile in verschiedener Hinsicht.
So erfährt beispielsweise das Druckmittel infolge des Wanderns des sich schnell bewegenden Kolbens eine starke Druckminderung. In dem Augenblick, in welchem die Beeinflussung des Steuerorgans erfolgen soll, nämlich am Ende der Kolbenbewegung, besitzt das Druckmittel den geringsten Druck. Infolgedessen wird die Strömung in der Beeinflussungsleitung, die gleichzeitig auch die Arbeitsleitung darstellt, sehr gering und damit die Beeinflussungszeit übermäßig Lang. Des. weiteren- muß die Arbeitsleitung- .den Umweg über das Steuerorgan zurücklegen, um überhaupt der Beeinflussungsleitung dienen zu können. Die dadurch bedingte Leitungsverlängerung mit- zusätzlichen Richtungsänderungen ergeben abermals eine Verlängerung der Umstellzeit. Außerdem kann ein Druckmittel-" verlust durch " Undichtigkeiten in den Steuerorganen nicht verhindert werden. Auch dieser ergibt eine Verlängerung der Umstellzeit, weil er einen Druckverlust zwangsläufig zur Folge hat.
Die genannten Nachteile wirken sich besonders bei Anlagen aus, welche in kurzen Abständen umgestellt werden müssen. Da in der Zeit des Umstehens der Erzeugungsvorgang unterbrochen wird; sinkt der Wirkungsgrad in der Anlage.
Um die Umstellung schneller zu bewirken, hat man bereits Anlagen gebaut, bei welcher die Beeinflussung der Steuerorgane elektrisch vorgenommen wird. Dieses erfolgt in der Weise, daß am Ende der Bewegung einer Absperreinrichtung das- Steuerorgan der nächsten Absperreinrichtung plötzlich beeinflußt wird. Man erreicht hierdurch kurze Umstellzeit,__ nimmt jedoch den Nachteil in Kauf; daß durch - Beigtellung vori elektrischen Teilen; z. B. von Hubmagneten, Schaltern, Kabeln u. dgl., die Anlagen sich sehr umfangreich und unübersichtlich gestalten. Hierdurch und durch die Hinzuziehung einer zweiten Energieart ergibt sich eine große Anzahl- von Störquellen.
Neben der besonderen Steuerung der Arbeitszylinder ist bei jeder der beschriebenen Schaltweisen noch eine Rückmeldung der erfolgten Umstellbewegung jeder einzelnen- Absperreinrichtung notwendig.. Hierfür wurde bisher als Energie der elektrische Strom benutzt. Das setzt eine Anzahl von Einrichtungen voraus, wie Schalter; Kabel und Lampen. Die Nachteile, welche die Beeinflussung der Steuerung auf elektrischem Wege zeigt, treten auch bei der elektrisch wirkenden Rückmeldeeinrichtung auf: Alle diese aufgezeigten Nachteile und Schwierigkeiten zu beheben, hat die vorliegende Erfindung zum Zweck. Sie verzichtet bei der Lösung ihrer Aufgaben auf jegliche elektrische Beeinflussung der Steuerorgane oder der Rückmeldeeinrichtung und nutzt einzig und allein die in einem Druckmittelnetz aufgespeicherte Energie aus. Das Wesen der Erfindung wird insbesondere darin gesehen, daß zur Verkürzung der Zeit für die Fortschaltung auf das die Fortschaltung beeinflussende Druckmittel am Ende eines jeden Kolbenhubes der Arbeitszylinder eine Druckmittelspeicherung stattfindet, worauf eine plötzliche Umsteuerung der Absperrvorrichtungen folgt.
Eine Schaltung zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung in einer beispielsweisen Ausführungsform' dargestellt, und zwar zeigt Abb. r eine schematische .Schaltung für drei nacheinander umzustellende Absperrschieber, -Abb. 2 eine besondere Ausführungsform des Arbeitszylinders.
Die Erfindung geht -von dem Gedankengang aus, daß eine nacheinanderfolgende Umsteuerung der Absperreinrichtung in einer genügend kurzen Zeit erfolgen kann, wenn in der Druckleitung am Ende eines jeden Hubes der Arbeitskolben eine Druckmittel-Speicherung erfolgt und auf die Steuerorgane plötzlich übertragen wird. Erfindungsgemäß erfolgt die Druckmittelspeicherung in den Arbeitszylindern selbst. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß ein einfaches Mittel vorgeschlagen, welches darin besteht, daß jede - Druckmittelleitung sich vor einem Arbeitszylinder abzweigt. Die Hauptleitung endet in den Arbeitszylindern kurz unterhalb des Hubendes, während die Abzweigung am Zylinderkopf angeschlossen ist. Dadurch, daß die Abzweigung gegenüber ihrer Hauptleitung durch den Arbeitskolben an dessen Hubende länger offenbleibt, entsteht zwangsläufig ein Überdruck und eine Druckmittelspeicherung; die von der Abzweigung auf die zugehörige Umsteuerung übertragen wird.
Im folgenden ist mit Übereinstimmung der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel gegeben, nach welchem drei Absperreinrichtungen I; 1I, III in der Weise umgestellt werden, daß die Absperreinrichtung I sich schließt, worauf die Absperreinrichtungen II und III sich nacheinanderfolgend öffnen.
Das .Druckmittel strömt über einen Schalthahn i, der von Hand oder auch zwangsläufig von einer nicht dargestellten Einrichtung umgestellt wird, durch Leitung 2 über ein Rückschlagventil- 31, durch eine enge Leitung 41 in den oberen Kopf des Arbeitszylinders 51 und drückt den Kolben 61 nach unten.
Sobald der Kolben 61 eine kurze Strecke zurückgelegt hat, gibt er die Öffnung der Leitung 7, zum Zylinder 51 frei. Nunmehr strömt auch durch diese Leitung das Druckmittel in den Arbeitszylinder 51. Die zuerst langsame Bewegung des Kolbens 61 beschleunigt sich deshalb sehr stark, bis der Kolben 61 die Öffnung nach der Leitung 81 überfahren hat. Hierauf kann der restliche Zylinderinhalt nur noch durch die enge Öffnung 9, ausströmen. Diese Leitung ist durch ein an sich bekanntes Rückschlagventil io, in der Ausströrnrichtung fast oder ganz geschlossen. Infolgedessen entsteht in der Leitung 91 eine Druckmittelspeicherung, die sich durch die Leitung ii 1 bis zu dem an der Absperreinrichtung I angebauten Hahn 12, fortpflanzt. Dieser Hahn wird- erst im letzten Augenblick vor der punktiert gezeichneten Endstellung des Kolbens 61 geöffnet, indem der an der Kolbenstange gefestigte Anschlag 131 auf den Hahnhebel 141 aufschlägt. Die pruckmittelspeicherung in der Leitung ii I kann sich jetzt nach der Leitung 151 weiter fortpflanzen, bis zu dem Zylinder 161 eines Steuerorgans 171. Der Hebel 141 zum Hahn 121 steht unter der Wirkung einer Druck- öder Zugfeder 181, welche den Hahnhebei nach Überfahren durch den Anschlag 131 wieder in seine Ursprungslage zurückholt: Dieses ist notwendig mit Rücksicht auf die spätere Öffnungsbewegung der Absperreinrichtung. Während dieser Öffnungsbewegung bleibt der Hahn i21 unbeeinflußt, da der Anschlag 131 durch eine entsprechende Ausbildung ausweichen kann.
Die erwähnte, durch Leitung 151 nach dem Steuerzylinder r61- des Steuerorgans 171 fortgeleitete Druckmittelspeicherung bewirkt eine derartige Umstellung des Steuerorgans 17I; daß der Weg für das Druckmittel aus der Leitung ig in die Leitung 2o freigegeben wird. Das Druckmittel strömt durch die Leitung 2111, das Rückschlagventil io 11 und die Leitung 9,1 in den unteren Kopf des Arbeitszylinders 5,1, um die Absperreinrichtung II zu öffnen. Im oberen Teil des Arbeitszylinders 511 spielt sich.durch die Aufwärtsbewegung des Kolbens 6" der gleiche Vorgang ab, wie im unteren Teil des Arbeitszylinders 51 durch den Kolben 61 bei der Abwärtsbewegung. Die Druckmittelspeicherung wird auch hier nutzbar gemacht und durch die Leitung 2211 über den Hahn 1211 auf den Steuerzylinder 161, des Steuerorgans 1711 übertragen. Infolge der Speicherung im Zylinder 1611 erfolgt eine Umstellung des Steuerorgans 1711, so daß das Druckmittel aus der Leitung 23 durch Leitung 24 zum Umstellzylinder 5111 der Absperreinrichtung zu strömen vermag. In der gleichen Weise erfolgt die Fortschaltung zu weiteren Arbeitszylindern in einer zwangsläufigen Reihenfolge stets einen geringen Augenblick vor der Endstellung des Arbeitskolbens von der vorhergehenden Absperreinrichtung.
Die Steuerorgane 171 bzw. 1711 stehen mit je zwei Steuerzylindern im Eingriff, von denen der eine zur Vorwärtsschaltung und der andere zur Rückwärtsschaltung dient. Die Rückwärtsschaltung geschieht in folgender Weise: Der Schalthahn i wird von der gezeichneten Stellung in die punktiert gezeichnete Stellung gebracht. Das Druckmittel strömt nun durch die Leitung 25, Leitung 4111 und Rückschlagventi13111 in den Arbeitszylinder 5111 und drückt in gleicher Weise, wie eingangs bei Zylinder 51 beschrieben, den Arbeitskolben 6I11` von-der punktiert gezeichneten Stellung in die gezeichnete Stellung.
Auch hierbei entsteht wieder die Druckmittelspeicherung, welche durch Umlegen des Hahnes i2111 nach der Leitung 15111 und dem Steuerzylinder 16111 freigegeben wird, um die plötzliche Umstellung des Steuerorgans 1711 zu erzielen. Dieses gibt dem Druckmittel den Weg frei aus der Leitung 25 nach Leitung 26 und so fort zum Arbeitszylinder 511, bis die Rückwärtsschaltung aller Arbeitszylinder beendet ist. Es liegt im Sinne der Erfindung, die Rohrführung so zu wählen, daß an ein Steuerorgan mehrere gleichzeitig oder hintereinander zu beeinflussende umzustellende Absperreinrichtungen angeschlossen werden. Der aus einem Arbeitszylinder je nach Schaltrichtung durch die Leitung -2o, 2q., 26 und 27 entweichende Zylinderinhalt strömt, soweit er nicht zur Beeinflussung der Steuerorgane Verwendung findet, über entsprechende Kammern der Steuerorgane- 171 und 1711 durch die Stutzen 281 bzw. 2811 und 291 bzw. 2911 ins Freie oder in einen Sammelbehälter für verbrauchtes Druckmittel.
Gemäß Abb. 2 kann zwecks schnellerem Abfluß des Zylinderinhalts auch durch je ein, den Leitungen 2, 20, 2q., 35, 26 und 27 parallel geschaltetes Ausströmventil 3o bzw. 31 angeordnet werden.
Diese Ausströmventile werden paarweise durch das Druckmittel betätigt. Zu diesem Zweck wird an die Druckmittelleitung von dem jeweiligen Arbeitszylinder eine Abzweigleitung 32 bzw. 33 angeschlossen. Das Druckmittel drückt den Kegel des offenen Ventils in die Schließstellung. Der Kipphebel 34 bewirkt gleichzeitig das Öffnen des Ventilkegels des angeordrieten Ventils. Durch letzteres kann- der Zylinderinhalt auf kürzestem Wege, also ohne wesentliche Leitungswiderstände ins Freie oder in einen Sammelbehälter strömen. Auf diese Weise läßt sich eine weitere Verkürzung der Umstellzeit erreichen.
Der an der Ausströmseite eines Arbeitszylinders erzeugte Überdruck wird erfindungsgemäß außer der Beeinflussung der Steuerzylinder auch zur Rückmeldung der erfolgten Bewegung benutzt. Zu diesem Zweck ist, wie aus Abb. i ersichtlich, entweder an die Steuerzylinder 16, und 161, der Steuerorgane 171 bzw.1711 oder direkt an die Ausströmstelle der Arbeitszylinder je eine Leitung 35 bis 40 angeschlossen, welche den Überdruck nach den Schwebeglocken .41 bis 46 leitet. Letztere können paarweise in geeigneter Weise an Zeigerhebeln 47 bis 49 angehängt sein. Für jede Absperreinrichtung ist eine Anzeigevorrichtung vorhanden, die dm jeweiligen Stand (auf und zu) anzeigt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Umstellen einer Vielzahl von Absperreinrichtungen in zwangsläufiger Reihenfolge auf pneumatischem Wege, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verkürzung der Zeit für die Fortschaltung. auf das die Fortschaltung beeinflussende Druckmittel am Ende eines jedes Kolbenhubes der Arbeitszylinder eine Druckmittelspeicherung stattfindet, worauf eine plötzliche Umsteuerung der Absperrvorrichtungen folgt.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherung des die Fortschaltung beeinflussenden Druckmittels durch die Arbeitszylinder (5,-5,I,) (am Ende eines jeden Kolbenhubes) erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Arbeitszylindern (5,-5I11) am Ende eines jeden Kolbenhubes erzeugte Druckmittelspeicherung auf Rückmeldungseinrichtungen (q.1 bis 49) übertragen wird. q.
Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Arbeitszylindern (51-5111) vor jedem Hubende eine Druckmittelleitung mündet, welche eine an den Zylinderkopf angeschlossene Abzweigung mit kleinerem Durchmesser aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß die die Fortschaltung und Rückmeldeeinrichtung beeinflussende Druckmittelleitungen (15 bis 40) nur während der Druckmittelspeicherung offenbleiben.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die die Fortschaltung und Rückmeldeeinrichtung beeinflussende Druckmittelleitungen (15 bis 40) ein Hahn (12) eingebaut ist, der von der Kolbenstange eines jeden Arbeitszylinders kurz vor der Endstellung des Kolbens geöffnet wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch q. bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in jede zu einem Arbeitszylinder (5) führende Druckmittelleitung (2) ein Steuerschieber (17) eingebaut ist, der beiderseitig mit je einem vom erzeugten Druckstoß beeinflußten Steuerzylinder,(z6) kraftschlüssig in Verbindung steht. B. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei mittels eines Kipphebels (34) miteinander verbundene Ventile (So, 31) der Druckmittelleitungen eines Arbeitszylinders (5) vom Druckmittel derart beeinflußt werden, daß sie jeweils einen Teil des verdrängten Inhalts im Arbeitszylinder (5) auf der Ausströmseite ausströmen lassen.