DE948214C

DE948214C - Pressure medium operated servomotor

Info

Publication number: DE948214C
Application number: DEM17581A
Authority: DE
Original assignee: Gustav Strunk Maschf GmbH
Current assignee: Gustav Strunk Maschf GmbH
Priority date: 1953-03-04
Filing date: 1953-03-04
Publication date: 1956-08-30

Description

Druckmittelbetriebener Stellmotor Zusatz zum :Patent 809351 Die Erfindung betrifft einen Stellmotor, der entsprechend dem Hauptpatent 889 551 einen Steuerzylinder aufweist, der mit einem Druckmitteleinlaß, einem Druckmittelauslaß und einer Verbindung zum Arbeitszylinder versehen und in dem in seiner Achsrichtung beweglich ein Schließkörper angeordnet ist, dessen Durchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Steuerzylinders und der bei Entlüftung eines in den Arbeitszylinder mündenden Druckmittelauslasses durch das Druckmittel auf die Mündung des Verbindungskanals zum Arbeitszylinder gedrückt und. bei Entlüftung des Druckmittelauslasses am Ende des Steuerzylinders von der Mündung des Verbindungskanals durch das an ihm vorbeistreichende Druckmittel abgehoben wird. Es ist bekannt, den Kolben eines Stellmotors nur einseitig durch ein Druckmittel zu verstellen und die gegenläufige Bewegung durch eine Druckfeder zu bewirken, so daß die Arbeitskolbenstange nicht mehr durch eine Stopfbuchse abgedichtet zu werden braucht. Schließlich ist es bekannt, eine Ventilkugel federnd so abzustützen, daß erst bei einem bestimmten Druck die Federkraft überwunden und die Kugel auf den Ventilsitz gedrückt wird.Pressure medium-operated servomotor Addition to: Patent 809351 The invention relates to a servomotor, which according to the main patent 889 551 a control cylinder having, which is provided with a pressure medium inlet, a pressure medium outlet and a connection provided to the working cylinder and in which a closing body is movable in its axial direction is arranged, the diameter of which is smaller than the inner diameter of the control cylinder and when a pressure medium outlet opening into the working cylinder is vented through the pressure medium to the mouth of the connecting channel to the working cylinder pressed and. when venting the pressure medium outlet at the end of the control cylinder from the mouth of the connecting channel by the pressure medium sweeping past it is lifted. It is known that the piston of a servomotor only passes through on one side to adjust a pressure medium and the opposite movement by a compression spring to effect, so that the working piston rod is no longer sealed by a stuffing box needs to become. Finally, it is known to support a valve ball resiliently in such a way that that only at a certain pressure the spring force is overcome and the ball opens the valve seat is pressed.

Die Erfindung besteht darin, daß der Arbeitskolben in an sich bekannter Weise nur in einer Richtung durch das Druckmittel, in der anderen Richtung durch eine Druckfeder verstellt wird, und daß der Versc'hlußkörper durcih eine Feder solcher Stärke abgestützt ist, daß, falls der Unterschied. zwischen den auf beiden Seiten des Verbindungskanals herrschenden Drücken einen vorgegebenen Betrag überschreitet, der Schließkörper die Feder zusammendrückt und den Verbindungskanal schließt, bei einem geringeren Druckunterschied aber durch die Feder von seinem Sitz. abgehoben wird. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Kolbenstange ohne Dichtung aus dem Arbeitszylinder hinausgeführt werden kann.. Außerdem kann der Stellmotor in jeder beliebigen Lage eingebaut werden. Schließlich ist nur ein Ventilsitz im Steuerzylinder vorhanden, auf dessen dichtes Schließen es für die Wirkungsweise des Ventils ankommt..The invention consists in that the working piston is known per se Only pass through the pressure medium in one direction and through in the other direction a compression spring is adjusted, and that the locking body by means of a spring such Strength is based on that, in case the difference. between the pressures prevailing on both sides of the connecting channel have a predetermined value Exceeds amount, the closing body compresses the spring and the connecting channel closes, but at a lower pressure difference by the spring of his Seat. Is lifted off. In this way it is achieved that the piston rod without a seal can be led out of the working cylinder .. In addition, the servomotor can be installed in any position. After all, there is only one valve seat in the Control cylinder available, the tight closing of which is essential for the mode of operation of the valve arrives ..

Aber auch dann, wenn dieser Ventilsitz verschmutzt sein sollte und demzufdlge langsam Druck= luft in den' Arbeitszylinder strömt, ahne daß eine Verstellung des Arbeitskolbens beabsichtigt ist, so wird ein Anwachsen des Druckes im Arbeitszylinder dadurch vermieden, daß in der Wandung des Arbeitszylinders ein Entlüftungskanal angeordnet ist, weldher in der durch die Entspannung der Feder gegebenen Stellung des Arbeitskolbens der beiderseits desselben liegenden Raumteile des Arbeitszylinders miteinander verbindet.But also if this valve seat should be dirty and accordingly, pressure = air slowly flows into the working cylinder, noticing that there is an adjustment of the working piston is intended, an increase in the pressure in the working cylinder avoided by having a ventilation duct in the wall of the working cylinder is arranged, weldher in the position given by the relaxation of the spring of the working piston of the space parts of the working cylinder lying on both sides of the same connects with each other.

Der Schließkörper kann beliebig geformt sein. Besonders zweckmäßig und einfach .ist ein Steuerzylinder mit kreisförmigem Querschnitt und einem ,kugelförmigen Schließkörper.The closing body can be shaped as desired. Particularly useful and simply .is a control cylinder with a circular cross-section and a spherical one Closing body.

Ein Stellmotor gemäß der .Erfindung kann auf allen dafür geeigneten Gebieten der Technik Anwendung finden und in jeder Lage eingebaut wezden. Insbesondere ist er für den Untertagebetrieb geeignet, da er einfach gebaut ist und auch bei rauhen Betriebsverhältnissen sicher arbeitet. Der Stellmotor besitzt 'nur an seinem mit dem Druckmittel beaufschlagten Ende eine Dichtung und ist so ausgebildet, daß Undichtigkesten in den Druckmittelleitungen oder im Steuez- oder Arbeitszylifider die sichere Arbeitsweise nicht beeinträchtigen.A servomotor according to the invention can be used on all suitable Areas of technology are used and built into every position. In particular it is suitable for underground operation because it is simply built and also with works safely under rough operating conditions. The servomotor only has on his with the pressure medium acted upon end a seal and is designed so that Leaks in the pressure medium lines or in the Steuez or working cylinder do not impair safe working practices.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines neuen Stellmotors, der zum Umstellen von Weichen dient und über von Hand betätigte Anschlagkontakte mit nachgeschalteten Entlüftungsventilen und -leitungen gesteuert wird, dargestellt. Es zeigt Abb. i einen Längsschnitt durch einen senkrecht stehenden mit Steuer- und Arbeitszylinder gemäß der Erfindung versehenen Stellmotor, Abb. 2 eine schematische Anordnung einer mit dem neuen Stellmotor ausgestatteten Weichenstellvorrichtung.In the drawing is an embodiment of a new servomotor, which is used to switch points and via manually operated stop contacts is controlled with downstream vent valves and lines. It shows Fig. I a longitudinal section through a vertical one with control and Working cylinder according to the invention provided servomotor, Fig. 2 a schematic Arrangement of a point setting device equipped with the new servomotor.

Der Stewerzylinder io besitzt einen Druckmitteleinlaß i-i, einen Druckmittelauslaß i2 und einen in seinen Boden mündenden Verbindungskanal 13, der den Steuerzylinder io mit dem Arbeitszylinder 14 verbindet und an seiner Mündung einen Ventilsitz 15 aufweist. Der -Druckmitteleinl@aß mündet unterhalb der als Schließkörper dienenden Steuerkugel 16, und zwar nicht höher als die Stelle größten waagerechten Querschnittes der Steuerkugel 16, wenn diese den Verbindungskanal 13 abdeckt. Der Druckmittelauslaß 12 besteht an seiner Mündung innerhalb des Steuerzylinders io aus einer Bohrung r7, die an einer.Stelle durch einen Schlitz 18 erweitert ist, -und ist an die Entlüftungsleitung 25 (Abb. 2) und das Entlüftungsventil 34 angeschlossen.The stewer cylinder io has a pressure medium inlet ii, a pressure medium outlet i2 and a connecting channel 13 which opens into its base and connects the control cylinder io to the working cylinder 14 and has a valve seat 15 at its mouth. The -Druckmitteleinl @ aß opens below the control ball 16 serving as a closing body, and not higher than the point of the largest horizontal cross section of the control ball 16 when it covers the connecting channel 13. The pressure medium outlet 12 consists at its mouth within the control cylinder io from a bore r7, which is expanded at one.Stelle by a slot 18, -and is connected to the vent line 25 (Fig. 2) and the vent valve 34.

Die Steuerkugel-i6 ist in dem Zylinderraum i9 auf und ab beweglich. In ihrer dargestellten unteren Stellung wird' sie durch eine kleine Druckfeder 2o gehalten, deren Stärke so bemessen ist, daß sie bei nennenswertem Unterdruck im Arbeitszylinder 14 durch den entstehenden Sog zusammengedrückt wird, so daß der Verbindungskanal 13 durch die Steuerkugel 16 abgedeckt ist. Bei gleichem Druck im Steuerzylinder -io und im Arbeitszylinder 14 liegt die Steuerkugel 16 auf der entspannten Druckfeder 2o auf. Entsteht ein Druckabfall in Richtung auf den Druckmittelauslaß 12" so wird durch die eintretende Strömung die Steuerkugel 16 an= gehoben. Sie kann dabei vor der Bohrung 17 anliegen, ohne diese abzuschließen. Der Durchmesser der Steuerkugel 16 ist kleiner als der waagerechte Querschnitt des Steuerzylinders io; die Druckluft kann daher an der Steuerkugel 16 vorbeistreichen.The control ball i6 is movable up and down in the cylinder space i9. In its lower position shown, it is' by a small compression spring 2o held, the strength of which is such that it is in the case of significant negative pressure Working cylinder 14 is compressed by the resulting suction, so that the Connection channel 13 is covered by the control ball 16. With the same pressure in Control cylinder -io and in the working cylinder 14, the control ball 16 lies on the relaxed Pressure spring 2o open. If there is a pressure drop in the direction of the pressure medium outlet 12 "so the control ball 16 is lifted by the incoming flow. It can while resting in front of the bore 17 without closing it. The diameter of the Control ball 16 is smaller than the horizontal cross section of the control cylinder io; the compressed air can therefore sweep past the control ball 16.

Der über den =Verbindungskanal 13 mit dem -Steuerzylinder io verbundene Zylinderraumteil 2i besitzt einen Druckmittelauslaß 22, an den eine zu dem Entlüftungsventil 23 (Abb.2) führende Leitung 24 angeschlossen ist. Der .den Zylinderraumteil 21 begrenzende Arbeitskolben 26 ist gegenüber diesem durch die Dichtung 27 abgedichtet. An der unteren Kolbenseite liegt eine starke Druckfeder, 29 an, die den Arbeitskolben 26 in den Zylinderraumteil 21, wenn dieser entlüftet ist, hineindrückt. Bei unter Druck stehendem Zylinderraumteil2i befindet sich der Arbeitskolben 26 in der unteren Stellung. Er überfährt dabei die untere Öffnung des Entlüftungskanals 28; der in einer anderen Stellung des Arbeitskolbens den oberen Zylinderraumteil2i mit dem unteren Zylinderraumteil3o verbindet. Die mit dem Arbeitskolben 26 verbundene Kolbenstange 3.1 ist innerhalb der Druckfeder 29 und durch eine am Zylinderboden angeordnete Öffnung 32 frei hindurchgeführt. Diese Öffnung 32 besitzt keine Dichtung und ist so groß, daß .die Kolbenstange 31 auch schräg zur Zylinderachse bewegt werden kann. Ausströmende Druckluft aus dem Entlüftungskanal 28 bei oberer Stellung des Arbeitskolbens kann durch Öffnung 32 entweichen.The cylinder space part 2i connected to the control cylinder io via the connecting channel 13 has a pressure medium outlet 22 to which a line 24 leading to the vent valve 23 (FIG. 2) is connected. The working piston 26 delimiting the cylinder space part 21 is sealed off from the latter by the seal 27. A strong compression spring 29 rests on the lower side of the piston and presses the working piston 26 into the cylinder space part 21 when it is vented. When the cylinder space part 2i is under pressure, the working piston 26 is in the lower position. It passes over the lower opening of the ventilation duct 28; which connects the upper cylinder space part2i with the lower cylinder space part3o in a different position of the working piston. The piston rod 3.1 connected to the working piston 26 is freely passed within the compression spring 29 and through an opening 32 arranged on the cylinder base. This opening 32 has no seal and is so large that the piston rod 31 can also be moved obliquely to the cylinder axis. Compressed air flowing out of the ventilation channel 28 when the working piston is in the upper position can escape through opening 32.

Das Gestänge zum Umstellen der- Weiche wird mittels einer Gabel 33 mit Winkelhebel verstellbar an der Kolbenstange 3 1 befestigt. Durch Verdrehen der Gabel 33 um jeweils 9o° kann der Arbeitszylinder 14 in jeder Lage an die Weiche angebracht werden; diese Möglichkeit ist insbesondere in engen Förderstrecken untertage von großem Vorteil. The linkage for switching the switch is fastened to the piston rod 3 1 in an adjustable manner by means of a fork 33 with an angle lever. By rotating the fork 33 by 90 ° in each case, the working cylinder 14 can be attached to the switch in any position; this possibility is of great advantage, especially in narrow underground conveyor routes.

Die Wirkungsweise des Stellmotors- ist folgende: Befindet sich die Weiche 35 in der in Abb. 2 gezeichneten Lage, in welcher der Zug aus dem Strang 37 einfahren kann, so steht der Arbeitskolben dabei in seiner untersten Stellung (Abb. i) und wird durch das über den Druckmitteleinlaß i i eintretende, an der Steuerkugel 16 vorbei durch den Verbindungskanal i3 in den Zylinderraumteil 21 strömende Druckmittel beaufschlagt. Die Steuerkugel befindet sich so Tange in angehobener Stellung vor der Bohrung 17, bis sich die Entlüftungsleitung 25 durch den Schlitz 18 mit Druckluft aufgefüllt hat. Bei diesem Druckausgleich kann die Kugel bei senkrechter Lage des Steuerkörpers durch ihr Eigengewicht auf die Druckfeder 2o fallen, so daß die Druckfeder 2o die Kugel in angehobener Stellung übenden Ventilsitz 15 hält. .The mode of operation of the servomotor is as follows: Is the Switch 35 in the position shown in Fig. 2, in which the train from the strand 37 can retract, the working piston is in its lowest position (Fig. I) and is caused by the pressure medium inlet i i entering at the control ball 16 past through the connecting channel i3 into the cylinder space part 21 applied to flowing pressure medium. The control ball is in a raised position Position in front of the bore 17 until the vent line 25 passes through the slot 18 has filled with compressed air. With this pressure equalization, the ball can with vertical The position of the control body falls on the compression spring 2o by its own weight, so that the compression spring 2o holds the valve seat 15 exercising the ball in the raised position. .

Das mit dem Zug in Strang 36 ankommeilde Zugpersonal schlägt, um in den Strang 37 einbiegen zu können, den Anschlag zum Entlüftungsventil 34. zurück. Die Leitung 25 wird dadurch entlüftet und durch den in dem Druckrnittelauslaß 12 auftretenden Unterdruck eine Strömung erzeugt, welche die Steuerkugel 16 auf den Druckmittelauslaß zu bewegt. Das Druckmittel beaufschlagt in gleicher Weise wie bisher den Arbeitskolben 26. Die Weiche wird nicht verstellt; sie befindet sich bereits in der gewünschten Stellung. Das Druckmittel strömt in so ausreichender Menge in den Zylirnderraumteil 21, daß der Arbeitskolben 26 auch bei undichten Leitungen oder Steuer- und Arbeitszylindern stärk genug beaufschlagt wird, um ein selbsttätiges Bewegen des Arbeitskolbens in eine andere Stellung zu verhindern. Soll der nachkommende Zug aber in den Strang 38 einfahren, so betätigt das Zugpersonal den Anschlag zum Entlüftungsventil 23. In dem Zylinderraum 2i entsteht stoßartig ein Unterdruck, der ausreicht, den Arbeitskolben 26 durch die Spannung der Druckfeder 29 in .die obere Stellung zu bringen und damit die Weiche umzustellen. Gleichzeitig wird die Steuerkugel 16 durch den entstehenden Sog unter Zusammendrücken der Druckfeder 2o auf den Ventilsitz gezogen. Das nachdrückende Druckmittel preßt die Steuerkugel auf dem Ventilsitz fest; der Zylinderraumteil 21 ist damit vom Steuerzylinder io abgesperrt. Ist trotzdem der Verbindungskanal nicht vollständig geschlossen, da z. B. der Ventilsitz 15 verschmutzt ist, so führt der Entlüftungskanal 28 das noch in den Zylinderraumtei121 langsam einströmende Druckmittel nach außen ab; der im Zylinderraumteil 21 entstehende Unterdruck bleibt unveTändert. Ein unbeabsichtigtes Abwärtsbewegen des Arbeitskolbens 26 und ein damit verbundenes Umstellen der Weiche ist unmöglich.In order to be able to bend into line 37, the train crew arriving by train in line 36 pushes back the stop to the vent valve 34. The line 25 is thereby vented and the negative pressure occurring in the pressure medium outlet 12 generates a flow which moves the control ball 16 towards the pressure medium outlet. The pressure medium acts on the working piston 26 in the same way as before. The switch is not adjusted; it is already in the desired position. The pressure medium flows into the cylinder space part 21 in sufficient quantity that the working piston 26 is acted upon strongly enough, even in the case of leaky lines or control and working cylinders, to prevent the working piston from moving automatically into another position. If the following train is to enter strand 38, the train crew actuates the stop to the vent valve 23. In the cylinder chamber 2i, a sudden negative pressure arises which is sufficient to bring the working piston 26 into the upper position by the tension of the compression spring 29 and to change the switch. At the same time, the control ball 16 is drawn onto the valve seat by the resulting suction while compressing the compression spring 2o. The pushing pressure medium presses the control ball firmly on the valve seat; the cylinder space part 21 is thus shut off from the control cylinder io. If the connection channel is still not completely closed, because z. If, for example, the valve seat 15 is dirty, the vent channel 28 discharges the pressure medium, which is still slowly flowing into the cylinder chamber part 121, to the outside; the negative pressure arising in the cylinder space part 21 remains unchanged. An unintentional downward movement of the working piston 26 and an associated switching of the switch is impossible.

Erst wenn durch nochmaliges Öffnen der Entlüftungsleitung 25, z. B. wenn ein Zug aus dem Strang 37 in den Strang 36 einfahren soll und das in dem Strang 37 angeordnete Entlüftungsventil 39 betätigt wird, die Steuerkugel 16 unter Einwirkung der entstandenen Strömung und der Feder 20 sieh anhebt und das Druckmittel in ausreichender Menge in den Zylinderraum 21 einströmt, sich dort verdichtet, bewegt sich der Arbeitskolben 26 entgegen der Spannung der Druckfeder29 in die untere Stellung. In dieser Stellung verharrt er so lange, bis wieder durch ein stoßartiges Entlüften der Leitung 2q., z. B. über das Entlüftungsventil 40, ein Unterdruck im Zylinderraumteil 21 entsteht.Only when by reopening the vent line 25, z. B. when a train from strand 37 is to enter strand 36 and that in the strand 37 arranged vent valve 39 is actuated, the control ball 16 under action the resulting flow and the spring 20 see lifts and the pressure medium in sufficient Amount flows into the cylinder chamber 21, where it is compressed, the working piston moves 26 against the tension of the compression spring29 in the lower position. In this position it remains there until again, by abruptly venting line 2q., z. B. via the vent valve 40, a negative pressure in the cylinder space part 21 is created.

Die verstellbare Gabel 33 mit Winkelhebel kann durch Verdrehung am Weichenstellzylinder um i8o° bewirken, daß bei Ausfahren der Kolbenstange die Weichenzungen nicht abgedrückt, sondern angezogen werden. Der Weichenstellzylinder kann somit in jeder beliebigen Lage links und rechts von einer Weiche angebracht werden.The adjustable fork 33 with angled lever can be rotated on Turnout cylinders by 180 ° cause the turnout tongues when the piston rod is extended not to be pulled, but to be tightened. The switch cylinder can thus can be attached in any position to the left and right of a switch.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Servomotor with a control cylinder that is connected to a Pressure medium inlet, a pressure medium outlet and a connection to the working cylinder is provided, and in which a closing body is arranged movably in its axial direction whose diameter is smaller than the inner diameter of the control cylinder and when a pressure medium outlet opening into the working cylinder is vented through the pressure medium to the mouth of the connecting channel to the working cylinder, pressed and when venting the pressure medium outlet at the end of the control cylinder from the mouth of the connecting channel .by the pressure medium sweeping past it is lifted, according to patent 889 551, characterized in that the working piston (26) in a known manner only in one direction through the pressure medium, in the other direction is adjusted by a compression spring (29), and that the closure body (16) is supported by a spring (2o) of such strength that, if the difference between the pressures prevailing on both sides of the connecting channel (13) exceeds the predetermined amount, the closing body (16) compresses the spring (2o) and the connecting channel (13) closes at a lower pressure difference but is lifted from its seat (15) by the spring (2o).

2. Servomotor according to claim i, characterized in that a ventilation duct (28) is arranged in the wall of the working cylinder (T4) in which the working piston (26) runs, which is given by the relaxation of the spring (29) Position of the working piston (26) connects the space parts (21 and 3o) of the working cylinder (T4) lying on both sides of the same. References considered: British Patent No. 539,807; French patent specification No. 1 017 89o.