DE715500C - Pneumatischer Antrieb, welcher ploetzliche Entlastungen erfahren kann und dabei starke Stoesse aufnehmen muss, insbesondere fuer Schalter mit Freiausloesung - Google Patents

Description

Ein pneumatischer Antrieb, wie er insbesondere bei elektrischen Schaltern benutzt wird, besteht im wesentlichen ,aus einem in einem Zylinder laufenden Kolben, welcher über eine die Freiauslösung· gestattende Einrichtung· mit dem Schaltermechahismus in Verbindung· steht.

Wenn z. B. bei einem elektrischen Schalter während des Schaltvorganges die Entlastung des Antriebes erfolgt, so· entspannt sich die im Zylinder befindliche, den Kolben beaufschlagende Druckluft bzw. das Druckgas ruckartig. Die dabei frei werdende Arbeit wird durch den Kolben restlos in kinetische Energie umgesetzt, deren Wert beträchtlich sein kann. Die äußerste Kolbenstellung· ist aber durch den Antriebsmechanismus begrenzt und kann, ohne diesen zu gefährden, nicht überschritten werden. Der zur Verfügung stehende Weg, auf dem eine Vernichtung der Energie erfolgen müßte, ist für die beträchtlichen, sich über alle Antriebsteile erstreckenden Stöße zu gering.

Durch die vorliegende Erfindung" werden nun die schädlichen Stöße vermindert. Dadurch vereinfacht sich die Konstruktion des Schalters bzw. des angetriebenen Apparates. Die Erfindung macht es auch möglich, die plötzlichen Stöße nach einem vorbestimmten Gesetz in Abhängigkeit vom zurückgelegten Weg abzuschwächen.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß im Antriebszylinder mehrere Kolben hintereinander angeordnet sind, die, nacheinander zur Wirkung kommend, über je einen Teilweg des Gesamthubes den Antrieb allein bewirken und am Ende dieses Wegabschnittes angehalten .werden, so daß der Zylinderraum

* entsprechend den einzelnen Wegabschnitten in mehrere Teilräume aufgeteilt wird. Es ist zwar an sic_h bekannt, mehrere Kolben in einem Zylinder hintereinander anzuordnen. Dabei handelt es sich jedoch um einen Steuerzylinder für das einem Kraftantrieb zuzuführende Antriebsmittel. Plötzliche, mit starken Stößen verbundene Entlastungen treten jedoch hier nicht auf.

Durch diese Unterteilung ist das sich im Falle einer plötzlichen Entspannung ausdehnende Druckgasvolumen beschränkt. Die auftretenden Stöße sind infolgedessen schwächer und lassen sich leicht durch irgendwelche Stoßdämpfer über eine kurze Wegstrecke aufhalten.

Dem Kolben kann man das Druckmittel durch Düsen zuleiten, welche einstellbar sein können. Hierdurch kann man.erreichen, daß die Kolbenbewegung nicht ruckartig einsetzt.

Der Antrieb wird vorteilhaft so gebaut, daß ein an eine Antriebsstange unmittelbar angreifender Hauptkolben und ein mit Düsen versehener, bei Beginn der Antriebsbewegung am Hauptkolben anliegender Hilfskolben derart angeordnet sind, daß bei Beaufschlagung des Hilfskolbens der Hauptkolben mitgenommen wird, während nach Anhalten des Hilfskolbens der Hauptkolben durch die Düsen des Hilfskolbens hindurch beaufschlagt wird und so die Antriebsstange allein weiterbewegt.

Die Antriebskolben werden zweckmäßig auf der Antriebsstange, welche einen Absatz als Anschlag für den Hauptkolben besitzt, verschiebbar angeordnet. Der Hilfskolben kann mit einem auf der Antriebsstange verschiebbaren Rohr verbunden sein, welches durch den einen Boden des Zylinders herausragt und an seinem die Bewegung des Hilfskolbens begrenzenden Ende mit einem Stoßdämpfer zusammenwirkt. Für den Hauptkolben sieht man vorteilhaft innerhalb des Antriebszylinders eine Dämpfungseinrichtung vor.

Bei einem Schalterantrieb läßt man die Trennung des Hauptkolbens vom Hilfskolben zweckmäßig dann vor sich gehen, wenn die Freiauslösung erfolgen kann. Die Zeichnung· veranschaulicht die Erfindung· in einer beispielsweisen Ausführung in den Abb. 1 bis 3, "die einen Kolbenantrieb für elektrische Schalter mit Freiauslösung in drei verschiedenen Stellungen zeigen. Die Abbildungen sind auf die für die Erfindung· notwendigen Teile beschränkt. Insbesondere ist der Schalter, der von beliebiger Bauart sein kann, nicht dargestellt. . i

Abb. ι zeigt einen Längsschnitt durch den j pneumatischen Antrieb in, einer Stellung·, die 1 der Offenstellung des Schalters entspricht. I Abb. -z zeigt den Antrieb am Ende des ersten Abschnittes des Gesamthubes (der ganze Hub ist hier in zwei Abschnitte unterteilt).

Abb. 3 entspricht der Schließstellung des Schalters.

Mit ι ist der Antriebszylinder bezeichnet, dem die Druckluft durch die Bohrung 2 zuströmt. Die zwei Kolben 3~und 4 treiben den beweglichen Teil des Schalters durch die Antriebsstange 5 und einen geeigneten, hier nicht dargestellten Mechanismus, der die Freiauslösung gestattet, an.

Der Hauptkolben 4 überträgt die Antriebskraft unmittelbar auf die Antriebsstange 5. Der Hilfskolben 3 ist mit einem Rohr 6 verbunden, welches auf der Stange 5 verschiebbar ist und an seinem unteren Ende einen Stoßdämpfer irgendwelcher Art besitzt.

Der Schließvorgang des Schalters vollzieht sich folgendermaßen.

Die durch die Bohrung 2 zuströmende Luft ' treibt den Hilfskolben 3 an, welcher seinerseits den Hatiptkolben 4 und die Stange 5 nach oben bewegt. Wenn der Stoßdämpfer 7 am Boden 8 des Zylinders 1 anstößt, bleibt der Hilfskolben 3 stehen. Diese Stellung ist in Abb. 2 dargestellt. Die Luft strömt dann durch die gegebenenfalls regelbaren Düsen 9 des Hilfskolbens 3 unter den Hauptkolben 4. Der Hauptkolben wird dann so weit bewegt, bis er an den Stoßdämpfer 10, der in einer beliebigen geeigneten Art ausgeführt sein kann, anstößt. Diese Stellung ist in Abb. 3-erreicht.

Mit besonderem Vorteil wird der Hilfskolben dann angehalten, wenn sich der Schalter in einer Stellung befindet, in der die Freiauslösung in Tätigkeit treten kann.

Auf diese Weise wird der durch die sich entspannende Luft hervorgerufene Stoß beträchtlich vermindert, da das wirksame Luftvolumen durch den Hilfskolben 3 abgegrenzt ist. Der auftretende Stoß kann dui'ch den im Zylinder 1 angebrachten Stoßdämpfer 10 bei geringer Durchdrückung leicht abgefangen werden.

Im Falle einer vorzeitigen Auslösung, die sich in irgendeiner der Haltestellung" des Hilfskolbens 3 vorausgehenden Stellung vollzieht, wirkt die Luftausdehnung auf beide Kolben. Dabei wird der Hilfskolben 3 den größeren Teil des Stoßes aufnehmen, der durch den Stoßdämpfer 7, welcher eine größere Durchdrückung gestattet, auf einen annehmbaren Wert zurückgeführt wird.

Nach der Erfindung lassen sich auch pneumatische Antriebe bauen, deren Antriebskraft sich an verschiedenen Punkten des -Arbeits-Verlaufes ändert. Dabei entsprechen diese Punkte dem Anhalten eines Kolbens und dem

Inbewegungsetzen eines neuen Kolbens, der durch die düsenartigen Bohrungen des angehaltenen Kolbens beaufschlagt wird. Wenn wie beim vorliegenden Beispiel nach den Abb. ι bis 3 die Antriebskraft am Anfang des Hubes groß und darauf schwach sein soll, wird man dem Hilfskolben 3 einen größeren Hub geben. Der zweite Teil des Arbeitsvorganges hängt dann nur von dem Durchmesser der Bohrungen 9 ab. Auf diese Weise kann man den bewegten Schaltkoaitakt am Ende des Schaltvorganges mit schwächerer Kraft antreiben.

Es gehört selbstverständlich auch zur Erfindung, den Gesamthub in mehr als zwei Teile aufzuteilen. Die übereinandergesetzten Kolben brauchen dabei nicht direkt auf der Antriebsstange zu sitzen. Sie können z. B. auf Rohre, wie das Rohr 6, aufgesetzt sein, die ineinander verschiebbar sind. Diese Rohre können Stoßdämpfer tragen, die am Ende des Kolbenhubes zur Wirkung kommen. Die Erfindung bezieht sich außerdem in gleicher Weise auf Antriebe mit festem Kolben und bewegtem Zylinder. In diesem Falle wird der Zylinder ebenfalls allmählich in Bewegung gesetzt und ,angehalten, und es kommen während des Gesamtvorganges auch mehrere abgeteilte Zylinderräume zur Wirkung.

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Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Pneumatischer Antrieb, welcher plötzliche Entlastungen erfahren kann und dabei starke Stöße aufnehmen muß, insbesondere für elektrische Schalter mit Freiauslösung-, dadurch gekennzeichnet, daß im Antriebszylinder mehrere Kolben hintereinander ,angeordnet sind, die, nacheinander zur Wirkung kommend, über je einen Teilweg des Gesamthubes den Antrieb allein bewirken und am Ende -dieses Wegabschnittes angehalten werden, so daß der Zylinderraum entsprechend den einzelnen Wegabschnitten in mehrere Teilräume aufgeteilt wird.
2. 2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den einzelnen Kolben das Druckmittel durch Düsen, welche einstellbar sein können, zuströmt.
3. 3. Antrieb nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen an eine Antrieb sstange (5) unmittelbar angreifenden Hauptkolben (4) und einen mit Düsen (9) versehenen, bei Beginn der Antriebsbewegung . am Hauptkolben anliegenden. Hilfskolben (3), die derart angeordnet sind, daß bei Beaufschlagung des Hilfskolbens (3) der Hauptkolben (4) mitgenommen, wird, während nach Anhalten des Hilfskolbens (3) der Hauptkolben (4) durch die Düsen (9) des Hilfskolbens (3) hindurch beaufschlagt wird und so die Antriebsstange (5) allein weiterbewegt.
4. 4. Antrieb nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebskolben (3,4) auf der Antriebsstange (5) verschiebbar angeordnet sind und die Antriebsstange (5) einen Absatz besitzt, an dem der Hauptkolben (4) angreift.
5. 5. Antrieb nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskolben (3) ein auf der Antriebsstange (5) verschiebbares Rohr (6) besitzt, welches aus dem Zylinder herausragt und an seinem die Bewegung des Hilfskolbens begrenzenden Ende mit einer Dämpfungseinrichtung (7) zusammenwirkt.
6. 6. Antrieb nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Antriebszylinder 'eine Dämpfungseinrichtung (10} als Anschlag für den Hauptkolben (4) vorhanden ist.
7. 7. Antrieb nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung des Hauptkolbens vom Hilfskolben zeitlich etwa dann stattfindet, wenn die Freiauslösung erfolgen kann.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen