DE1223258B

DE1223258B - Multi-stage adjusting device for switchgear, controller, etc. like

Info

Publication number: DE1223258B
Application number: DEW28057A
Authority: DE
Inventors: Josef Frania
Original assignee: Westinghouse Bremsen und Apparatebau GmbH
Current assignee: Westinghouse Bremsen und Apparatebau GmbH
Priority date: 1960-06-23
Filing date: 1960-06-23
Publication date: 1966-08-18
Also published as: BE605178A

Description

Mehrstufige Stellvorrichtung für Schaltgeräte, Regler u. dgl. Die Erfindung bezieht sich auf eine mehrstufige Stellvorrichtung für Schaltgeräte, Regler u. dgl. mit mehreren in einem gemeinsamen Zylinder verschiebbar und dichtend angeordneten, miteinander durch Schleppkupplungen verketteten scheibenförmigen Kolben, die beijeweiligerDruckmittelbeaufschlagung verschieden große Hübe ausführen.Multi-stage adjusting device for switching devices, controllers and the like The invention relates to a multi-stage adjusting device for switching devices, controllers and the like with several in a common cylinder displaceable and sealingly arranged, Disc-shaped pistons interlinked with each other by drag couplings perform different sized strokes.

Vorrichtungen dieser Art werden bekanntlich relativ lang ausgeführt, eine Notwendigkeit, die sich daraus ergibt, daß die Führungsflächen für die Kolben aus verschiedenen Gründen relativ lang ausgestaltet werden müssen. So hat eine einwandfreie Führung beispielsweise eine Länge von immerhin 11/2 bis 2 d, wobei unter d der Durchmesser des Kolbens zu verstehen ist. Durch diese Baulänge ergeben sich vielfach Schwierigkeiten bei' der Unterbringung dieser Geräte an den Antriebsaggregaten, beispielsweise an den Motoren, dem Getriebe u. dgl.Devices of this type are known to be made relatively long, a necessity that arises from the fact that the guide surfaces for the pistons must be made relatively long for various reasons. For example, perfect guidance has a length of at least 11/2 to 2 d, where d is to be understood as the diameter of the piston. This overall length often results in difficulties in accommodating these devices on the drive units, for example on the motors, the gearbox and the like.

Bekannt ist ein Stellgerät, das aus einem Gehäuse b!Dsteht, in welchem mehrere nebeneinanderliegende Kolben verschiebbar gelagert sind, wobei ein jeder Kolben in den nachfolgenden Kolben eingreift. Nachteilig ist hierbei die relativ große Baulänge, welche die Anbringung an den zu steuernden Einrichtungen - wenn überhaupt - dann lediglich mit großen Schwierigkeiten zuläßt. Diese außerordentlich große Baulänge ist unter anderem auf die relativ langen Kolben und Kolbenansätze zurückzuführen, welche ein Verkanten im Gehäuse bzw. im Zylinder verhindern sollen.An actuating device is known which protrudes from a housing b! D in which several adjacent pistons are slidably mounted, each piston engaging the following piston. The disadvantage here is the relatively large overall length, which allows attachment to the devices to be controlled - if at all - only with great difficulty. This extraordinarily long overall length is due, among other things, to the relatively long pistons and piston lugs, which are intended to prevent tilting in the housing or in the cylinder.

Nach einer weiteren bekannten Stellvorrichtung sind die einzelnen Kolben auf einer im Gehäuse zentral angeordneten Steuerstangeverschiebbargelagert. Diese bekannte Einrichtung läßt eine Addierbarkeit der Kolbenwege in beliebiger Kombination vermissen.According to another known adjusting device, the individual Piston mounted displaceably on a control rod arranged centrally in the housing. This known device allows the piston travel to be added as desired Miss combination.

Es ist ferner bei Einrichtungen dieser Art nicht mehr neu, die Kolben auf einer zentralen Stange zu lagern, wobei die Länge dieser Kolben in einer Richtung abnimmt. Dabei ist der eine Kolben entgegen der Stellrichtung beweglich, so daß sich sein Weg von den übrigen Kolbenwegen subtrahiert. Dies ist auch der Grund dafür, daß bei insgesamt vier Kolben dieser bekannten Einrichtung lediglich acht Einstellungen möglich sind. Neben dieser relativ geringen Zahl der Einstellmöglichkeiten ist als weiterer Nachteil die vergleichsweise große Baulänge hervorzuheben.It is also no longer new in devices of this type, the pistons on a central rod, the length of these pistons in one direction decreases. The one piston is movable against the actuating direction, so that its path is subtracted from the remaining piston paths. This is also the reason that with a total of four pistons of this known device only eight settings possible are. In addition to this relatively small number of setting options, as Another disadvantage to highlight the comparatively large overall length.

Schließlich sind Stellvorrichtungen mit einer zentralen Steuerstange bereits bekannt, wobei die Hublängen der einzelnen Kolben verschieden sind.Finally, there are adjusting devices with a central control rod already known, the stroke lengths of the individual pistons being different.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine mehrstufige Stellvorrichtung zu schaffen, mit welcher bei außerordentlich kleiner Baulänge viele Einstellmöglichkeiten verwirklicht werden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß alle Kolbenwege in beliebiger Kombination in der Stellrichtung addierbar sind, daß eine in an sich bekannter Weise alle Kolben zentrisch durchdringende und als Stellorgan dienende, in zwei Zylinderdeckeln geführte Kolbenstange vorgesehen ist und daß der letzte Kolben mit der Kolbenstange über einen Bund kraftschlüssig verbunden ist, wobei der Bund durch eine oder mehrere Federn entgegen der Stellrichtung beaiifschlagt ist.The object of the invention is to provide a multi-stage adjusting device create, with which many adjustment options with an extremely small overall length can be realized. This object is achieved according to the invention in that all piston paths can be added in any combination in the actuating direction, that one in a manner known per se centrally penetrating all pistons and acting as an actuator serving, guided in two cylinder covers piston rod is provided and that the the last piston is positively connected to the piston rod via a collar, whereby the collar is acted upon by one or more springs counter to the actuating direction is.

In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens trägt der eine Zylinderdeckel eine feststehende, mit der Kupplungsnabe des ersten Kolbens verkettete Bundnabe, wobei alle anderen Kolben auf dem Stellorgan mit den Bohrungen ihrer Bundnaben dichtend und freifliegend verschiebbar sowie gegen Verkanten gesichert sind.In a further embodiment of the inventive concept, one of the cylinder covers is carried a fixed collar hub linked to the coupling hub of the first piston, all other pistons on the actuator with the bores of their collar hubs sealing and are freely movable and secured against tilting.

Zweckmäßig ist in der Nullstellung der Vorrichtung die axiale Länge der zwischen den scheibenförmigen Kolben liegenden Belüftungskammern nicht größer als die Länge der zugehörigen Bundnaben.The axial length is expedient in the zero position of the device the ventilation chambers located between the disc-shaped pistons are no larger than the length of the associated collar hubs.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung stellt die den Bund des Stellorgans belastende Feder sämtliche Kolben in die Ausgangslage zurück.According to a further feature of the invention represents the federal government Actuator loading spring all pistons back to the starting position.

Vorteilhaft sind die Kupplungsnaben hohlzylinderförmig ausgestaltet und weisen an ihrer Stirnffäche einen Schlitz auf, in welchen die benachbarten Bundnaben seitlich einführbar sind.The coupling hubs are advantageously designed in the shape of a hollow cylinder and have a slot on their end face in which the adjacent collar hubs can be inserted laterally.

Die erfindungsgemäße mehrstufige Stellvorrichtung erfüllt insgesamt zwei Forderungen: Einmal sind viele Einstellmöglichkeiten gegeben, und zum anderen ist die Baulänge außerordentlich gering. So können bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform insgesamt fünfzehn Einstellungen bewirkt werden. Überdies sind sämtliche Kolbenwege in beliebiger Kombination in der Stellrichtung addierbar.The multi-stage adjusting device according to the invention fulfills overall two requirements: on the one hand, there are many setting options, and on the other the overall length is extremely short. So can with the one shown in the drawing Embodiment a total of fifteen settings can be effected. Besides all piston travel can be added in any combination in the actuating direction.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stellgerätes ist nachstehend an Hand der Zeichnung noch etwas eingehender erläutert. In dieser zeigt in rein schematischer Weise Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch di# Stellvorrichtung gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine perspektivische Darstellung zweier Kolben sowie des diese verbindenden Stellorgans der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei die einzelnen Teile voneinander getrennt dargestellt sind.An embodiment of the actuator according to the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. 1 shows a vertical section through the adjusting device according to the invention;

Mit 1 (F i g._ 1) ist das Gehäuse der erfindungsgemäßen mehrstafigen Stellvorrichtimg bezeichn:et, -in welcher einzelne Kolben 2 bis 5 gleitend gelagert sind. Durch das Gehäuse 1 sowie die Kolben 2 bis 5 werden einzelne Kammern gebildet, welche über Anschlüsse 6 bis 9 be- bzw. entlüftet werden.The housing of the multi-stage actuating device according to the invention is denoted by 1 ( FIG. 1) : et, in which individual pistons 2 to 5 are slidably mounted. The housing 1 and the pistons 2 to 5 form individual chambers which are ventilated or vented via connections 6 to 9.

Die Kolben 2 bis 5 sind auf einem zentralen Stellorgan 10 dichtend geführt, wodurch die benötigte Führungsfläche am Gehäuse 1 sehr klein gehalten werden kann. Das durch die einzelnen Kolben 2 bis 5 hindurchgeführte Stellorgan 10 hat ferner den Zweck, ein Verkanten dieser Teile 2 bis 5 zu vermeiden. Das Stellorgan 10 weist einen Bund 10 a auf, welcher sich gegen den Kolben 5 anlegt. Die Anpressung dieses Bundes 10 a gegen den Kolben 5 erfolgt über einen Federteller 11, der unter der Einwirkung von beispielsweise zwei konzentrisch gelagerten Federn 12, 13 steht. Diese Federn 12, 13 drücken die Kolben 2 bis 5 so weit nach links (F i g. 1), bis der Kolben 2 an dem im Gehäuse 1 fest gelagerten Zylinderdeckel 14 zur Anlage kommt.The pistons 2 to 5 are guided in a sealing manner on a central control element 10 , as a result of which the required guide surface on the housing 1 can be kept very small. The control element 10 passed through the individual pistons 2 to 5 also has the purpose of preventing these parts 2 to 5 from tilting. The actuator 10 has a collar 10 a, which rests against the piston 5 . This collar 10 a is pressed against the piston 5 via a spring plate 11 which is under the action of, for example, two concentrically mounted springs 12, 13 . These springs 12, 13 press the pistons 2 to 5 to the left ( FIG. 1) until the piston 2 comes to rest on the cylinder cover 14, which is fixedly mounted in the housing 1.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der einzelnen Kolben zeigt insbesondere F i g. 2 der Zeichnung ,an Hand der beiden Kolben 4 und 5. The design according to the invention of the individual pistons is shown in particular in FIG. 2 of the drawing, using the two pistons 4 and 5.

Jeder Kolben, also beispielsweise auch die beiden Kolben 4, 5, weist eine Kupplungsnabe 5 a auf, in welcher eine entsprechend geformte Bundnabe 4b des vorhergehenden Kolbens 4 nach Art von Zapfen und Büchse eingreift. Durch dieses Ineinanderschachteln der einzelnen Kolben 2 bis 5 wird eine Stellvorrichtung von äußerst geringer Baulänge.und damit eine gedrungene Konstruktion erreicht, welche in Maschinen u. dgl. bequem untergebracht werden kann.Each piston, thus for example also the two pistons 4, 5, a clutch hub 5 a, into which engages a correspondingly shaped Bundnabe 4b of the preceding piston 4 in the manner of pin and box. By nesting the individual pistons 2 to 5 in this way , an adjusting device of extremely short overall length and thus a compact construction is achieved, which can be conveniently accommodated in machines and the like.

Die Bundnaben, beispielsweise 4b, sind vorzugsweise hohlzylinderförmig ausgebildet und tragen an ihrem Ende einen Bund, z. B. 4 c. Auch die Kupplungen 4 a, 5 a sind hohlzylinderförmig ausgestaltet, wobei in der Stirnfläche derselben ein Schlitz 4 d bzw. 5d vorgesehen ist. Auf diese Weise wird zwischen den einzelnen Kolben, beispielsweise 4 und 5, eine lösbare Verbindung geschaffen, wobei der Zusammenbau bzw. Ausbau der einzelnen Kolben durch seitliches Einführen bzw. Lösen erfolgt.The collar hubs, for example 4b, are preferably designed in the shape of a hollow cylinder and have a collar at their end, e.g. B. 4 c. Also, the couplings 4 a, 5 a are configured as a hollow cylinder, being provided in the end face thereof, a slit 4 d and 5d. In this way, a releasable connection is created between the individual pistons, for example 4 and 5, the assembly and disassembly of the individual pistons being carried out by inserting or releasing them from the side.

Zweckmäßig nimmt die Länge der Kupplungsnabe sowie der in diese eingreifenden Bundnabe der einzelnen. Kolben 2 bis 5 in der einen Richtung stetig ab, so daß in ihrer Größe abnehmende Abstände s, bis s4 der nach Art einer Schleppkupplung miteinander verbundenen Kolben entstehen. Bei BeauP schlagung der einzelnen Anschlüsse 6 bis 9 werden die jeweiligen Kolben 2 bis 4 um die Größe dieser Abstände s. bis s,. nach rechts bewegt (F i g. 1). Durch kombiniertes Be- und Entlüften der einzelnen Anschlüsse 6 bis 9 lassen sich 2n - 1 Funktionen erzielen, wenn unter n die Anzahl der Kolben 2 bis 5 verstanden wird. Bei dem vorliegenden Beispiel ergeben sich somit fünfzehn verschiedene SteRmöglichkeiten.The length of the coupling hub and the collar hub engaging in it expediently takes the length of the individual. Pistons 2 to 5 steadily decrease in one direction, so that the spacings s to s4 of the pistons connected to one another in the manner of a towing clutch are produced, which decrease in size. When the individual connections 6 to 9 are hit, the respective pistons 2 to 4 are increased by the size of these distances see to see. moved to the right ( Fig. 1). Combined venting and venting of the individual ports 6 to 9 can achieve 2n - 1 functions if n is the number of pistons 2 to 5 . In the present example, there are thus fifteen different control options.

Claims

1. A Multi-stage actuator for switching devices, controllers and the like -with -mehreren in an overall 'common cylinder slidably and sealingly arranged, to each other by Tow concatenated disk-shaped piston which perform different in respective pressure medium to large strokes, d a d u rch.. g e -kennzeichnet that all the piston travels in behebiger combination in the Stelhichtung are added up, that in a known manner is provided all the pistons (2 to 5) centrally penetrating and serving as a standing member, guided in two cylinder covers the piston rod (10), and that the last piston is frictionally connected to the piston rod via a collar (10a), the collar being acted upon by one or more springs (12, 13) counter to the actuating direction.

2. Adjusting device ngch claim 1, characterized in that the one cylinder cover (14) carries a stationary, with the coupling hub (2 a) of the first piston (2) chained collar hub and that all other pistons (3, 2, 4) on the Actuator (10) with the bores of their collar hubs (2 b, 3 b, 4 b) are sealingly and freely displaceable and secured against tilting. 3. Adjusting device according to claim 1, characterized in that in the NuRstellung of the device the axial length of the ventilation chambers lying between the disc-shaped piston is not greater than the length of the associated collar hubs (2 b, 3 b, 4 b). 4. Adjusting device according to claim 1 to 3, characterized in that the collar (10 a) of the adjusting member (10) loading spring (12, 13) returns all pistons (2, 3, 4, 5) to the starting position. 5. Adjusting device according to claim 1 and 2, characterized in that the coupling hubs (2 a, 3 a, 4 a, 5 a) are designed in the shape of a hollow cylinder and have a slot (2d to 5d) on their end face, into which the adjacent collar hubs can be inserted laterally . Considered publications: German Patent Nos. 922 211, 938 234; French Patent No. 997709; U.S. Patent No. 2,630,786.