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Einrichtung für druckmittelbetriebene Anlagen Die Erfindung bezieht
sich auf eine Einrichtung für druckmittelbetriebene Anlagen, unter anderem Druckluftanlagen,
wie sie im Grubenbetrieb für Beschickungseinrichtungen für Förderkörbe, Weichenstellanlagen,
Wettertüröffner, Signalanlagen und für viele andere Anlagen im Übertagebetrieb Anwendung
finden.
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Bei .druckmittelbetriebenen Anlagen ist es bekannt., einen Steuer-
oder Arbeitskolben mit beiderseitig gleichmäßig groß beaufschlagten, Kolbenflächen
zu verwenden, nachstehend mit, zylindrischer Kolben bezeichnet. Der Kolben wird
durch einen Steuerimpuls, d. h. durch vorübergehendes Zu- und Entströmen eines Druckmittels,
bzw. bei Druckluftanlagen durch einen Be- oder Ent:lüftungsirnpuls (vorübergehender
Be- oder Entlüftungsvorgang) umgesteuert. .Ein solcher Steuerimpuls kann beispielsweise
von einem laufenden Förderwagen erzeugt werden, der bei .seiner Durchfahrt ein selbstschließendes
Ventil betätigt.
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Derart gesteuerte zylindrische Kolben haben den Nachteil, daßi der
Kolben: nicht immer mit Sicherheit in den Endstellungen stehentleibt und zu wandern
anfängt. Das ist teilweise darauf zurückzuführen., daß die beiderseitig gleich großen
Kolbenflächen entweder beide unter Druck stehen. oder beide ohne Druck sind, d.
h. der Kolben ist außer beim Umsteuern ausgelastet und wird nicht festgehalten.
Wird darüber hinaus der Kolben senkrecht angeordnet, wie es beispielsweise bei einem
Weichens.tellzylinder, der am Stoßt befestigt ist, der Fall ist, so hat der Kolben
durch sein Eigengewicht das Bestreben, nach unten langsam abzusinken. Ferner kann
der Kolben; durch Druckschwankungen oder Erschütterungen aus seiner Endstellung
herausgehen. Die Steuerung arbeitet dann nicht mehr einwandfrei.
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Dieser Nachteil wird beider Erfindung dadurch vermieden, daßi der
zylindrische Steuer- oder Arbeitskolben in seinen beiden: Endstellungen durch einen
Magneten festgehalten wird.
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Von Vorteil ist, daß, beim Beginn des Steuerimpulses, 4. h. beim Beginn
des Unter- oder überdrucks auf einer Kolbenseite, der Kolben durch den
Magneten
zunächst noch festgehalten, wird. Erst nach. weiterem Ansteigen des. Unter- oder
überdrucks wird die Magnetkraft überwunden, und der Kolben gehtdanach ruckartig
in seine andere Endstellung, was bei derartigen Steuerungen angestrebt wirdi: Die
Anordnung des Magneten hat ferner noch den, Vorteil, daßt bei einem schnellen Umsteuern
der Kolben nicht zunückprallen kann, da der Magnet ihn nach dem Aufprall nicht mehr
losläßt.
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Die Erfindung kann aber auch für' Steuer- oder Arbeitskolben, die
an einer Seite mit einer großen Fläche und an der anderen Seite mit einer kleinen
Fläche beaufschlagt sind, d. h. für sogenannte Differentialkolben, Anwendung finden.
Bei diesen Differentialkolben wird die Umsteuerung bei einer Druckluftanlage normalerweise
durch Entlüften, an der großen Kolbenifläche umgesteuert. Die Luft sammelt sich
nach dem Erntlüftungs:impailis an der großen ,Kolbenfläche wieder an und drückt
den Kolben in, seine Ausgangsstellung zurück. Hier besteht der Nachteil darin, daß
beim Ansammeln der Luft, d., h. wenn; beim Anisteigen des. Druckes: ein Kraftausgleich
zwischen. der kleinen und- der großen Kolbenfläche eintritt, der Kolben. flattern;
kann und ganz langsam in: seine Ausgangsstellung, zurückgeht. Durch die Einschaltung
eines Magneten auf der großen Kolbenflächenseite wird im. Moment des Kraftausgleiches
der Kolben noch von dem. Magnetei fesfigehalten. Wird die Kraft auf der großen Kolbenfläche
aber größter, dann läßt der Magnet den Kolben los, und dieser geht schnell in. seine
Ausgangsstellung zurück. Dtie Magnetkraft auf der großen Kolbenseite kann auch dazu
ausgenutzt werden, die Umsteuerzeit des Differentialkolbens, zu verlängern. Es.
ist dies ein Merkmal, das bei manchen Steuerungen bisher noch nicht zur Zufriedenheit
gelöst werden konnte. Die VerlärngerungderUmsteuerzeit soll dadurch erreicht werden,
daß- die Magnetkraft so groß gewählt wird, daß der Druck auf der großen Kolbenseite
nahezu oderganz erreicht werden muß@, ehe der Kolben von seiner Arbeitsstellung
in seine Ursprungsstellung zurückgeht. Die Kraft auf -der großen Kolbenseite soll-
dann bei wieder angesammeltem Druck nur etws größer sein als, die entgegenwirkende
Kraft der kleinen . Kolbenseite. und der . Magnetkraft zusammen. _ .Der Magnet wird-
z.iveckmäNg so angeordnet, daß der Steuer# oder Arbeitskolben leim. Umsteuern vor
Erreiehungder End- bzw: Arbeitsstellung in Richtung-der Ums@teuerbewegun@g von dem.
Magneten abgezogen wixd. _ .
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DneErfindung kann auch "weiter so ausgebaut werderidaß durch die Magnetkraft
beim Umsteuern des Kolbens ein Ventil oder Schalter betätigt wird, wobei weitere
Steuervorgänge ausgelöst wenden; beispielsweise können hierdurch Stellgylinder betätigt
oder Signale umgestellt werden: Wenn der Steuer- oder Arbeitskolben mit einem Schaltorgan:
oder Gestänge zusammenarbeitet, ist es auch ohne weiteres. denkbar, die Magnetkraft
reicht unmittelbar auf . den- Kolben, sondern außerhalb des Zylinders auf das, Gestänge
entsprechend einwirken zu lassen und den. Kolben mittelbar in: seinen Endstellungen
festzuhalten.
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Durch die Anordnung der Magneten ist es für gewisse Steuerungssysteme
erst möglich, ein sicheres und einwandfreies. Arbeiten derart gesteuerter druckmittelbetriebener
Anlagen zu erreichen.
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Aus Gründen der Platzersparnis wird der-Magnet zweckmäßig innerhalb
des Zylinders vorgesehen, in dem der Steuer- oder Arbeitskolben läuft; einfacherweise
kann er an dem Verschluß,deckel des Zylinders oder an dem Kolben selbst angeordnet
werden.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung an
einer Druckluftsteuerung mit Entlüftungssteuerung arbeitend dargestellt, und zwar
zeigt Abb. i eine Steuerung mit einem zylindrischen Kolben, Abb.2 eine Steuerung
mit einem Differentialkolben und Abb.3 das gleiche Steuersystem wie in Abb. 2, nur
ist hier der Steuerkolben gleichzeitig als Arbeitskolben ausgebildet; Abb. q. veranschaulicht
eine Steuerung, bei der in den, Endstellungen des Kolbens ein Ventil oder Schalter
betätigt wird.
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Nach Abb. i befindet sich in dem Zylinder i der Steuer- oder Arbeitskolben
2; die Druekluftzuleitung ist mit 3 und,die Entlüftungsleitungen sind mit q. und.
5 bezeichnet.
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Der Umsteuervorgang ist wie folgt: Wird aus der Leitung 5 die Luft
entzogen, so kann durch die düsenartige Leitung 6 nicht genügend Luft nachströmen,
und in :dem Raum 7 entsteht Unterdruck, was. zur Folge hat, daß der Kolben 2 im
Sinne der Zeichnung nach rechts geschoben wird, bis er sich mit seiner Fläche :8
vor den Magneten 9 legt und festgehalten wird. Durch die Bewegung des Kolbens 2
wird beispielsweise ein. Steuerschieber io betätigt. Es ist aber auch üblich, den
Kolben ,:2 mehrfach zu unterteilen, und entsprechende Steuerkanäle freizugeben..
In änderen,Fällen wieder werden. durch den Kolben 2 ein mechanisches Gestänge öder
-ein elektrischer Schaltkasten betätigt. Der Rücksteuervorgang ist der gleiche.
Durch Entströmen der Druckluft aus: der Leitung q. kann durch die düsenartige Leitung
i i nicht genügend Luft nachströmen, und in, dem Raum 12 entsteht Unterdruck, -
d. h. der Kolben 2 bewegt sich nach links bis in seine dargestellte Lage, so daß
sich die Kolbenfläche 13 vor dem Magneten 14 legt und hier festgehalten wird.
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Nach Abb.2 ist. der Zylinder mit 15, der Steuer-oder Arbeitskolben
mit. 16 und der Magnet mit 17 bezeichnet, 18 soll die Druckluftzuleitung, ig die
Entlüftungsleitung und 2o eine Schaltleitung darstellen.
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Der Umsteuervorgang ist wie folgt: Durch die Entlüftungsleitung i9
wird die Luft entzogen, und da durch die Düs.endeitung 21 nur wenig Luft nachströmen
kanil, entsteht in: dem Raum 22 Unterdrück und der Kolben 16 geht im Sinne der Zeichnung
nach rechts. bis vor den, Magneten 17, und die Schaltleitun.
g 2o
ist mit der Zuleitung 18 verbunden. Nach dem Entlüftungsvorgang sammelt. sich durch
die Leitung 2i die Luft in der Entlüftungsleitung i9 an, und wenn die Kraft auf
der großen Kolbenseite größer wird als auf der kleinen Kolbenseite und zusätzlich
noch die Kraft des Magneten 17 überwunden wird, geht der Kolben 16 wieder in seine
dargestellte Lage zurück und die Schaltleitung 2o ist mit demAuspuff23 verbunden.
An Stelle derScho.ltleitUng 20 kann durch den Kolben 16, wie in Abb. i dargestellt,
ein Steuerschieber umgeschaltet oder andere Schaltelemente betätigt werden.
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Nach. Abb. 3 befindet sich in dem Zylinder 24 ein Differen.tialarbeitskolben
25 mit seiner Kolbenstange 31. Hier ist der Umsteuervorgang so, daß durch Entlüften
der Leitung 28 in dem Raum 30 Unterdruck entsteht, da durch die düsenartige Leitung,29
nicht genügend Luft nachströmen kann. Der Kolben 25 wird durch den auf der Kolbenfläche
25a wirkenden Druck nach rechts geschoben, bis sich die Kolbenstangengabel 32 vor
.den Magneten 26 legt. Nach dem Entlüftungsvorgang sammelt sich über die Zuleitung
27 und Düse- 29 die Luft in der Entlüftungsleitung 28 wieder an, und der Kolben
25 geht, wenn die Kraft auf -der Kolbenfläche 25v größer wird als die entgegenwirkende
Kraft :der Kolbenfläche 2511 und der Magnetkraft 26, in seine dargestellte Lage
wieder zurück. Durch die Kolbenstange 31 wird beispielsweise eine Weiche umgelegt
oder ein Signal umgestellt oder sonst ein, Arbeitsvorgang ausgelöst.
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In Abb. 4 ist der Zylinder mit 33, der Steuer- oder Arbeitskolben
mit 34, die Druckluftzuleitung mit 35 und die Entlüftungsleitungen mit 36 und 37
bezeichnet. 38 und 39 stellen die Magneten dar, die sich an dem Kolben 34 befinden
und mit 40 und 41 sind Ventile bezeichnet, die in den Endstellungen des Kolbens:
34 betätigt werden. Diese Umsteuerung ist wie folgt: Wird aus der Leitung 37 die
Luft entzogen, so kann durch die düsenartige Leitung 35a nicht genügend Luft nachströmen,
und in dem Raum 43 entsteht Unterdruck, so daß der Kolben 34 im Sinne der Zeichnung
nach rechts. bis vor den Anschlag 44 verschoben wird. Bei dieser Umsteuerbewegung
des Kolbens- 34 wurde der Vent.ilstengel 45 des Ventils- 41 hereingedrückt, wodurch
weitere Steuervorgänge ausgelöst werden. können. Die Magnetkraft muß@ hier größer
sein als die entgegenwirkende Kraft der Feder 42 in dem. Ventil 41. Die Feder 42
soll den Ventilstengel 45 beim Verlassen des Kolbens 34 in seine Ursprungsstellung,
dargestellte Lage, zurückbewegen.
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Die Wirkungsweise des zweiten Umsteuervorganges ist die gleiche. Durch
die Leitung 36 wird die Luft entzogen, und in. dem Raum 46 entsteht Unterdruck,
da durch die Leitung 35b nicht genügend Luft nachströmen kann. Der Kolben 34 wird
in die dargestellte Lage umgesteuert. Bei dieser Umsteuerbewegung wird der Ventilstengel47,
wie dargestellt, hereingedrückt und das Ventil 4o betätigt. Es isst auch ohne weiteres
möglich, die Ventile 40 und 41 so auszubilden, daß beim. Umschalten des Kolbens
34 der entsprechende Ventilstengel 45 bzw. 47 durch die Magnetkraft wieder herausgezogen
wird.
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Die Steuerung kann im Prinzip außer für hydraulisch betriebene Anlagen
auch für .Kombinationsanlagen, wie elektropneumatisch oder elektrohydraulisch, sowie
für drucklufthydraulisch betriebene Anlagen Verwendung finden, ohne -.von dem Grundgedanken.
der Erfindung abzuweichen.