DE2335133A1 - Steuerventil fuer einen druckmittelantrieb - Google Patents

Description

Steuerventil für einen Druckmittelantrieb

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil für einen Druckmittelantrieb, insbesondere für den hydraulischen oder pneumatischen Antrieb eines elektrischen Leistungsschalters, mit einem drehbev/eglichen Teil, das mindestens einen Kanal zur Führung des Druckmittels aufweist.

Ein derartiges Ventil ist aus der DT-AS 1 286 610 bekannt. Es v/eist zwei Kanäle auf, in denen das Druckmittel jeweils um 180° so umgelenkt wird, daß es das Ventil an der Eintrittsfläche wieder verläßt. Ein derartiges Ventil ist strömungstechnisch ungünstig, da jede Umlenkung des Druckmittels zu unerwünschten Druckverlusten führt. Darüber hinaus erfordert das bekannte Ventil einen großen fertigungstechnischen Aufwand. Daneben führt die Aufgabe, die Strömung großer Mengen des Druckmittels zu steuern, bei dem bekannten Ventil zu unerwünscht großen äußeren Abmessungen und damit einem großen Trägheitsmoment des beweglichen Teils. Die Folge davon sind große Eigenzeiten des Ventils, die die Eigenzeit des Schaltvorgangs, also die Zeit zwischen Kommandoga.be und Unterbrechung des elektrischen Kontaktes, wesentlich verlängern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und strömungstechnisch günstiges Ventil zu schaffen, das mit kleiner Eigenzeit die Steuerung auch großer Mengen des Druckmittels erlaubt. Bei einem Steuerventil der eingangs genannten Art wird zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagen, den Kanal parallel zur Drehachse des drehbeweglichen Teils zu führen und die Abmessungen dieses Teils in Richtung der Drehachse gegenüber den übrigen Abmessungen klein zu wählen.

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Der Vorteil dieses Ventils ist vor allem in seiner kleinen Eigenzeit zu sehen, da das drehbewegliche Teil ein geringes Trägheitsmoment aufweist. Daneben ist das Ventil strömungstechnisch besonders günstig, da das Druckmittel das Ventil in einem kurzen Kanal geradlinig durchströmt.

Eine weitere Verringerung der Eigenzeit des Ventils läßt sich noch dadurch erreichen, daß das drehbewegliche Teil mit Hilfe eines an sich bekannten elektrodynamischen Antriebes bewegbar ist. Dieser ermöglicht die Erzeugung steiler mechanischer Impulse mit einfachen Mitteln. Es ist aber auch möglich, das Ventil seinerseits mit Hilfe eines Druckmittels zu bewegen.

Eine besonders einfache und vorteilhafte Ausführung des Steuerventils besteht darin, daß das drehbewegliche Teil als Scheibe ausgebildet und an seiner Randfläche kugelgelagert ist. Ein derartiges Ventil besitzt eine lange Lebensdauer und ist außerdem leicht beweglich. Es sind aber auch andere Ausführungsformen des Ventils möglich, bei denen das bewegliche Teil beispielsweise sektorförmig ausgebildet ist.

In einfacher Weise läßt sich die Dichtung zwischen dem Ventil und den an das Ventil anstoßenden Leitungen des Druckmittels dadurch vornehmen, daß jede Leitung in einen beweglichen Hohlzylinder mündet, der an das drehbewegliche Teil ansteht und auf den rieben einer konstanten Federkraft bei Anwesenheit des Druckmittels eine zusätzliche Kraft wirkt, die den Hohlzylinder auf das bewegliche Teil drückt.

Pas erfindungsgemäße Ventil dient in erster Linie der Steuerung des hydraulischen Druckmittels in Leistungsschaltern. Es ist aber z.B. auch möglich, das Ventil zur Steuerung der Druckluft in Rohrpostanlagen zu verwenden.

Die Figuren 1 und 2 zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung.

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In Fig. 1 ist ein Schnitt durch ein Steuerventil dargestellt.

Der in Fig. 2 gezeigte Schnitt längs der Linie H-II in Fig. 1 stellt insbesondere den Antrieb des drehbeweglichen Teils dar.

Die Figuren zeigen das drehbewegliche Teil 1, dessen Drehachse 2 die Symmetrieachse von Fig. 1 ist. Das Teil ist als Scheibe ausgebildet und an seiner Randfläche mit Hilfe eines Kugellagers 3 in dem aus zwei Teilen 4, 5 bestehenden Ventilgehäuse geführt. Die Scheibe 1 besitzt zwei Öffnungen (6,7)» wie insbesondere in Fig. 2 zu sehen ist.

An dem Teil 1 stoßen vier parallel zur Strömungsrichtung des Druckmittels bewegliche gleiche Hohlzylinder 8 bis 11 an, in die Leitungen 12, 13» 14 .einmünden. Jeder Hohlzylinder wird mit Hilfe einer ¥ell-Feder 15 auf das bewegliche Teil 1 gedrückt. Darüber hinaus ist er so ausgebildet, daß bei Anwesenheit eines Druckmittels eine zusätzliche Kraft auf den Hohlzylinder wirkt. Diese wird"dadurch erzeugt, daß der äußere Querschnitt Q jedes Zylinders .größer als die Öffnungsfläche F ist. Damit ist dafür gesorgt, daß die Hohlzylinder bis 11 stets dicht an dem Teil 1 anliegen. Die Abdichtung der beweglichen Hohlzylinder 8 bis 11 gegenüber dem Ventilgehäuse 4, 5 erfolgt durch Dichtungsringe 16; ein weiterer Dichtungsring 17 dient der Abdichtung des Ventilgehäuses 4,5.

Der in Fig. 2 dargestellte Antrieb der Ventilscheibe 1 besteht aus zwei in axialer Richtung beweglichen Stangen 18, 19, die wechselseitig auf einen Bolzen 20, der unmittelbar mit dem Teil 1 verbunden ist, einwirken. Der Bolzen 20 und die Stangen 18, 19 sind in einer Aussparung 21 des Ventilgehäuses beweglich. Die beiden Stangen werden z.B. mit Hilfe eines elektrodynamischen Antriebes bewegt. Dieser besteht für jede.

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Stange Im einfachsten Fall aus einer mit der Stange verbundenen Metallplatte 22 bzw. 23, der eine Spule 24 bzw. 2-5 gegenübersteht. Jede Spule 24, 25 ist in einen Stromkreis 26, 27 eingeschaltet, der im wesentlichen aus einem Kondensator 28, 29, der durch.nicht dargestellte Mittel ständig geladen gehalten wird, und einem Schalter 30, 31 besteht. Die Wirkungsweise des Steuerventils ist folgende:

Das drehbare Teil 1 besitzt zwei Endstellungen. Bei der einen stehen die mit einer nicht dargestellten Kompressionseinrichtung verbundene Zuflußleitung 12 und die Leitung 13 über die Öffnung 7 des drehbeweglichen Teils 1! miteinander in Verbindung, während die Abflußleitung 14 verschlossen ist. Das z.B. flüssige Druckmittel (Öl) durchströmt in diesem Fall die Leitungen 12 und 13 und .gelangt beispielsweise in den Arbeitsraum 32 eines Zylinders 33 und verschiebt einen Kolben 34 nach rechts. Bei dieser Bewegung wird beispielsweise ein nicht dargestellter Kontakt des anzutreibenden Schalters geschlossen.

Zum Öffnen dieses Kontaktes wird der Stromkreis 27 mit KIIfe des Schalters 31 geschlossen. Damit entlädt sich der Kondensator 29 über die Spule 25. Das hat zur Folge, daß die Scheibe 23 und damit die Stange 19 abgestoßen und dadurch die Scheibe 1 um etwa 70° im Uhrzeigersinn gedreht wird. Das Teil 1 erreicht die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Endlage, in der die Zuflußleitung 12 verschlossen, die Abflußleitung hingegen über die Öffnung 6 des Teils 1 mit der Leitung 13 verbunden Ist. In diesem Fall ist es möglich, z.B. durch eine Feder 35, den Kolben 34 nach links zu schieben und somit den vorher geschlossenen Kontakt wieder zu öffnen. Die Bewegung des Kolbens 34 in der angegebenen Weise führt dazu, daß das Druckmittel durch die Leitungen 13 und 14 abfließt.

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Bei der in den Figuren dargestellten Ausführung des Ventils besitzt das drehbewegliche Teil 1 zv/ei Kanäle 6, 7 zur Führung des Druckmittels. Es ist aber auch möglich, das drehbewegliche Teil 1 des Steuerventils mit lediglich einer Öffnung zu versehen, die abwechselnd die Verbind/ung der Leitungen 12 und 13 bzw. der Leitungen 13 und 14 herste3.lt. Ein derartiges Ventil besitzt aber eine etwas größere iligenzeit, da der VJinkel, um den das Teil zwischen den beiden Einstellungen gedreht v/erden muß, bei einem drehbev/eglichen Teil mit nur einer Öffnung geringfügig größer ist.

4 Ansprüche

2 Figuren *

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Claims (4)

Patentansprüche

1. Steuerventil für einen Druckmittelantrieb, insbesondere für den hydraulischen oder pneumatischen Antrieb eines elektrischen Leistungsschalters, mit einem drehbeweglichen Teil, das mindestens einen Kanal zur Führung des Druckmittels aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (6,7) parallel zur Drehachse (2) des drehbeweglichen. Teils (1) verläuft und daß die Abmessungen dieses Teils in Flichtung der Drehachse (2) gegenüber den übrigen Abmessungen klein sind.

2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil (1) mit Hilfe eines elektrodynamischen Antriebes (22,24; 23»25) bewegbar ist.

3. Steuerventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil (1) als Scheibe ausgebildet und an seiner Randfläche kugelgelagert ist.

4. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Dichtungs'elemente bewegliche Hohlzylinder (8 - 11) an dem Teil (1) anliegen, auf die neben einer konstanten Federkraft bei Anwesenheit eines Di-uckmittels eine zusätzliche Kraft wirkt.