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Einrichtung zur Regelung des Druckes in Druckmittelanlagen.
Bei einer grossen Zahl von Einrichtungen, beispielsweise bei den verschiedensten Bremsanordnungen, stellt sieh die Notwendigkeit heraus, den Druck der vorhandenen Betriebskraft (Druckluft, Dampf, Drueköl usw. ) in feinen Stufen weitgehend zu regeln. Es ist eine grosse Anzahl von Druckreglern bekannt, welche diesem Zweck dienen. Die Einstellung des jeweils geforderten Druckes erfolgt bei der Mehrzahl dieser Regler durch Verschieben eines Kolbens, eines Schiebers, durch Verlagerung des Drehpunktes eines Hebels oder ähnliche Handlungen.
Da die zu verschiebenden Kolben oder Schieber eingeschliffen oder anderweitig gut abgedichtet sein müssen und da sie bei manchen Reglern nicht vollkommen vom Drucke des Bremsmittels entlastet sind, so sind zur Verstellung oft erhebliche Kräfte notwendig, die bei Betätigung von Hand zu vorzeitiger Ermüdung des Bedienenden führen. Besonders unangenehm sind diese Umstände jedoch dort, wo der Druckregler automatisch von irgendwelchen andern Apparaten aus gesteuert werden soll. In diesem Falle lässt sich die Verwendung eines Servomotors zum Antriebe des Druckreglers nicht umgehen, so dass natürlich die Einrichtung teuer und verwickelt wird.
Es ist nun bereits vorgeschlagen worden, den Ein-und Auslass des Bremszylinders mittels elektromagnetisch betätigter Ventile durch ein von dem zu regelnden Druck abhängiges Schaltmittel zu steuern.
Bei dieser bekannten Vorrichtung wird zu diesem Zweck ein Quecksilberschalter angewendet, bei welchem über den in seiner Höhenlage vom Druck bestimmten Flüssigkeitsspiegel die Schaltkontakte für die Ventile nebeneinander und in ihrer Höhenlage versetzt gemeinsam verstellbar angeordnet sind.
Gemäss vorliegender Erfindung ist hingegen das von dem zu regelnden Druck abhängige Schaltmittel ein auf Kontaktschienen, von denen jede ein Ventil steuert, gleitender Schleifkontakt, der bei seiner Bewegung auf den Kontaktsehienen den Stromkreis für das Einlassventil bzw. für das Auslassventil schliesst. Durch die Verwendung fester Gleitkontakte ist gegenüber dem Quecksilberschalter mit dem labilen Flüssigkeitsspiegel eine grössere Genauigkeit in der Schaltung gewährleistet ; man ist auch in der Anordnung der Kontakte wesentlich freier und kann zusätzliche Regelkomponenten in den Regelvorgang einführen, wie z. B. einen Fahrtregler, wodurch sich die Regelanlage als besonders anpassungsund ausbaufähig erweist.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, wie sie beispielsweise für Fördermaschinenbremsen verwendet werden können.
In Fig. 1 ist 1 ein Bremszylinder, in welchem der Druck von Null bis zu einem Höchstwerte geregelt werden soll. Das zur Verfügung stehende Druckmittel ist in dem Windkessel 10 aufgespeichert und kann durch ein Ventil 2 in den Zylinder 1 eingelassen werden. 3 ist das Auslassventil für den Zylinder 1 ; 4 ist ein Durchmesser, bestehend aus einem federbelasteten Kolben. Die Feder des Druckmessers wird proportional dem im Zylinder 1 herrschenden Druck zusammengepresst. Das mit dem Kolben des Zylinders 4 verbundene Kontaktstück 5 nimmt also für jeden Bremsdruck eine besondere Stellung ein und bewegt sich dabei auf der festen Kontaktschiene 6 und den beweglichen Kontaktschienen 7 und 8, die durch den Bremshebel 9 gehoben oder gesenkt werden können.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende : Soll der Bremsdruck im Zylinder 1 auf einen bestimmten Betrag erhöht werden, so bewegt der Machinist den Hebel 9 in Richtung des Pfeiles um einen entsprechenden Betrag. Dadurch werden die Kontaktschienen 7 und 8 angehoben, und das Kontakt-
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wenden.
Eine derartige Anordnung ist in Fig. 2 dargestellt. 1 bedeutet wieder den Bremszylinder, 2 ist das Einlassventil, 3 das Auslassventil, 4 ist der Druckmesser, welcher das Kontaktstück 5 bewegt, welches auf der Scheibe 6 und den Kontakten 11 schleift. Jeder der Kontakte 11 ist mit dem entsprechenden Kontakt einer weiteren Kontaktreihe 12 durch eine Leitung verbunden. Auf den Kontakten 12 schleifen zwei voneinander isolierte Kontaktstücke 18 und 14, welche gemeinsam durch das Gestänge 2'5, an welchem die Überwachungseinrichtung, beispielsweise der Fahrtregler, angreift, gesteuert werden. Das Kontakt-
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wieder der Windkessel.
Überschreitet die Istgesehwindigkeit die Sollgeschwindigkeit um ein gewisses Mass, so hebt der Fahrtregler die KontaktstÜcke 18 und 14 um ein entsprechendes Stück an. Dadurch bekommt die
Spule des Ventils 2 über die Schiene 6, das Kontaktstück 5, einen der Kontakte 11 und 12, das Kontaktstück 14 und die Schiene 17 Spannung, und das Ventil lässt das Druckmittel in den Zylinder 1 einströmen. Unter der Wirkung des zunehmenden Druckes in 1 hebt sich das Kontaktstück 5, bis es eine Stellung erreicht, in welcher es von jenem Kontaktll abgleitet, welcher mit dem obersten von Kontakt- stück 14 noch bedeckten Kontakt 12 verbunden ist. Die Spule des Ventils 2 wird stromlos, und das Ventil schliesst die Luftzuleitung zu 1 ab.
Soll der Bremsdruck in 1 wieder gesenkt werden, so werden die Kontaktstücke. M und 14 gesenkt.
Dabei überdeckt Kontaktstück 13 unter anderm auch jenen der Kontakte 12, welcher mit dem Kontakt 11 verbunden ist, auf welchem Kontaktstück 5 gerade ruht. Jetzt erhält die Spule des Ventils 3 Spannung, und das Ventil lässt das Druckmittel aus 1 ausströmen. Dabei bewegt sich das Kontaktstück 5 abwärts, bis es denjenigen der Kontakte 11 verlässt, welcher mit dem untersten der von Kontaktstück 13 noch bedeckten Kontakte 12 verbunden ist. In diesem Augenblick wird die Spule des Ventils 3 stromlos, und das Ventil schliesst Zylinder 1 wieder ab.
Ausser dem Fahrtregler, welcher über den Bremszylinder 1 die Bremse steuert, ist noch eine Manövrierbremssteuerung vorgesehen, welche aus dem Reduzierventil 18 besteht. Dieses Reduzierventil ist zwischen den Zylinder 1 und das Ventil 3 derart geschaltet, dass der Machinist durch Steuerung dieses Ventiles den Zylinder 1 über die Leitung 19 an den Druckluftspeicher 10 anschliessen kann. Dadurch wird der Druck im Zylinder unabhängig von der Stellung des Ventils 2 erhöht. Dabei sperrt das Reduzierventil 18 die Verbindung zwischen dem Zylinder 1 und dem Ventil 3, so dass das Ventil 3 den Druck im Zylinder 1 nicht erniedrigen kann. Der Machinist kann also durch das Ventil 18 einen höheren als den vom Fahrtregler eingestellten Bremsdruck im Zylinder 1 erzielen.
Wenn nun der Führer das Reduzierventil 18 in die Nullage bewegt, so dass der Bremszylinder 1 mit der Leitung 30 verbunden ist, so strömt dann aus dem Zylinder 1 über die Leitung 30 Luft nach aussen, wenn das Ventil 3 die Leitung freigibt, d. h. wenn die Stellung des Fahrtreglers keine Bremsung erfordert. Im andern Falle bleibt das Ventil, 3 geschlossen, so dass der Zylinder 1 unter dem vom Fahrtregler eingestellten Druck bleibt, auch wenn das Ventil 18 sich in der Nullstellung befindet. Das Manövrierventil18 kann also nicht einen niedrigeren als den vom Fahrtregler geforderten Druck einstellen.
Zur Rückführung des Steuerhebels sind. am Steuerbock zwei Zylinder 25 und 26 angeordnet, die durch elektrische Ventile 23 und 24 gesteuert werden. Diese Ventile erhalten gleichzeitig mit dem Einlassventil 2 Spannung und sind über einen Schleppschalter 20, welcher von der Drehrichtung des Förder-
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motors abhängig ist, so geschaltet, dass immer nur dasjenige Ventil Spannung bekommen kann, welches die Zuführung des Steuerhebels aus der Antriebsstellung bewirkt, nicht aber das, welches die Zurück- führung aus der Gegenstrombremsstellung zur Folge haben würde. Dadurch und durch eine nicht feste
Verbindung des Steuerhebels mit den gabelförmigen Kolbenstangen 28 und 29 wird erreicht, dass der
Steuerhebel jederzeit in die Gegenstrombremsstellung geführt werden kann, ohne durch die Rückführ- einrichtungen behindert zu werden.
In der Zeichnung nehmen alle Elemente eine der Ruhelage entsprechende Stellung ein. Der
Zylinder 1, welcher vorher vom Maschinisten über das Ventil 18 an die Druckluftleitung 19 gelegt worden war, steht unter maximalem Druck, so dass die Anlage festgebremst ist. Ebenso steht der Zylinder 4 unter maximalem Druck, so dass der Kontakt 5 seine oberste Stellung einnimmt und dadurch die Spule des Ventils. 3 auf folgendem Wege Strom erhält : Von der Netzleitung. 31 über die Kontaktschiene 6, den Gleitkontakt 5, die obersten der Kontakte 11 und 12, den Kontakt 1. 3, die Schiene 16, die Spule des
Ventils 3 zur Netzleitung 32. Das Ventil 3 legt also die Leitung 30 an Aussenluft, der Zylinder 1 bleibt aber unter Druck, da das Ventil 18 die Verbindung zwischen dem Zylinder 1 und der Leitung 30 absperrt.
Soll nun die Anlage in Betrieb gesetzt werden, dann stellt der Machinist das Bremsventil-M in die Nullage, so dass der Zylinder 1 über das Ventil 18, die Leitung 30 und das geöffnete Ventil 3 an Aussenluft liegt und die Bremse löst. Nunmehr wird der Motor durch den Hebel 27 in dem einen oder andern Sinne eingeschaltet. Es sei angenommen, der Machinist bewegt den Hebel im Uhrzeigersinne, so dass der Kolben im Zylinder 25 nach oben bewegt wird. Dies geschieht ohne Schwierigkeiten, da das Ventil 23 den Kolben 25 an die Aussenluft legt.
Tritt nun während der Fahrt ein Unterschied zwischen der Ist-und Sollgeschwindigkeit auf, so wird der Fahrtregler auf an sich bekannte Weise bewegt. Überschreitet beispielsweise die Istgeschwindigkeit die Sollgeschwindigkeit, dann bewegt sich der Fahrtregler 15 nach oben. Dann ist für die Spule des Ventils 2 folgender Stromkreis geschlossen : Von der Netzleitung 31 über die Schiene 6, den Gleitkontakt 5, einen der unteren Kontakte 11, den entsprechenden Kontakt 12, das Kontaktstück 14, die Spule des Ventiles 2 zur Netzleitung 32. Das Ventil 2 verbindet nun den Zylinder 1 mit dem Windkessel 10, so dass die Bremsen angelegt werden.
Gleichzeitig wird der Kolben im Zylinder 4 durch die Druckluft nach oben bewegt, u. zw. so lange, bis der Kontakt 5 auf demjenigen der Kontakte 11 steht, dessen entsprechender Kontakt 12 mit keinem der Kontakte 13 oder 14 in Berührung steht. In diesem Augenblick wird der Stromkreis für die Spule des Ventils 2 geöffnet, so dass das Ventil abfällt und der jeweilig erreichte Druck im Bremszylinder bestehen bleibt.
Gleichzeitig mit der Spule 2 erhält die Spule des Ventils 23 auf folgendem Wege Strom : Von der Netzleitung 31 auf dem beschriebenen Wege bis zur Spule 2, von da an über den Kontakt 22 des Schleppschalters 20, welcher bei der angenommenen Steuerhebellage die gezeichnete Stellung einnimmt, die Spule des Ventils 23 zur Netzleitung 32. Der Zylinder 25 wird vom Ventil 23 an den Windkessel gelegt und enthält Druckluft, so dass sein Kolben sich nach unten bewegt und den Steuerhebel 27 in die Nullage zurückführt bzw. darüber hinaus in die Gegenstromstellung bewegt.
Sowie die Istgeschwindigkeit mit der Sollgeschwindigkeit übereinstimmt, wird die Spule des Ventils 23 stromlos, so dass der Machinist den Hebel 27 ungehindert in die Betriebslage zurückführen kann.
Wie aus der Zeichnung unmittelbar hervorgeht, kann man den Steuerhebel 27 jederzeit in die Gegenstromstellung bewegen, da er von dem betreffenden Zylinder 26 nicht daran gehindert wird. Durch die Wirkung des Schleppschalters 22 erhält nämlich die Spule des Ventils 24 bei der dargestellten Drehrichtung des Motors unter keinen Umständen Strom.
Sowie die Anlage die Sollgeschwindigkeit infolge der Bremsung um ein bestimmtes Mass unterschritten hat, bewegt sich der Fahrtregler nach unten, so dass nunmehr für die Spule des Ventils 3 folgender Stromkreis geschlossen ist : Von der Netzleitung 31 über den Kontakt 5, die Schiene 6, einen der Kontakte 11, den entsprechenden Kontakt 12, das Kontaktstück 13, die Schiene 16, die Spule des Ventils 3 zur Netzleitung 32. Das Ventil 3 legt nun den Bremszylinder 1 an Aussenluft, so dass der Druck in den Zylindern 1 und 4 abnimmt, bis der Kontakt 5 auf jenem der Kontakts 11 steht. dessen entsprechender Kontakt 12 mit keinem der Kontakte 13 und 14 in Berührung ist.
Diese Einrichtung lässt sich noch weiter dadurch vereinfachen, dass für die Rückführzylinder 25 und 26 keine besonderen Luftventile vorgesehen werden, sondern dass sie von dem Ventil 2 mitgesteuert werden. Statt des Schleppschalters 20, welcher den jeweils richtigen Rückführzylinder wählt, kann dann ein Luftschieber verwandt werden, welcher je nach der Drehrichtung des Fördermotors den Zylinder 25 oder 26 mit dem Ventil 2 verbindet, so dass beim Ansprechen der Fahrtreglerbremse die Luft sowohl in den Bremszylinder 1 als auch in denjenigen der Zylinder 25 bzw. 26 geleitet wird, welcher den Steuerhebel aus der Fahrstellung in die Nullstellung zurückführt.
Man kann auch bei Fördermaschinen mit Drehstromantrieb, welche eine Vorrichtung besitzen, die den Läufer beim Erreichen der synchronen Drehzahl die Kurzschlussvorrichtung so steuern, dass diese den Kurzschluss selbsttätig aufhebt, sobald die Fahrtreglerbremse zur Wirkung kommt.
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