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t Pneumatisches oder hydraulisches Relais
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zwischen der Einrichtung zur sprunghaften Umschaltung der Kontaktgruppen und den Eingang- und Aus- lasskanälen für die zu steuernden Drücke untergebracht sind, und der Käfig und die elastische Membran die Kontaktgruppen voneinander trennen.
Als Element zur Druckübertragung auf die elastische Membran dienen nach der Erfindung entweder die in Käfiglöchern gleichachsig mit Eingang- und Auslasskanälen für gesteuerte Drücke untergebrachten Ventilkugeln oder auch eine in einer geschlossenen Kammer eingeschlossene Flüssigkeit, die. über eine zusätzliche elastische Membran unter der Kraftwirkung des Membranstiftes steht.
Die zur sprunghaften Umschaltung der Kontaktgruppen dienende Schalteinrichtung wird nach der Erfindung durch zumindest einen, über einen elastischen Körper gelenkig mit dem Membranstift verbundenen und auf einer im Relaisgehäuse gelagerten Welle fest angeordneten Antriebshebel und auf der gleichen Welle angebrachte, die Ventilkugel der Kontaktgruppen betätigende elastische, der Anzahl der Kontaktgruppen entsprechende Kipphebel gebildet.
Nach einer andern Ausführungsform der Erfindung ist die Einrichtung in Form von zwei über einen elastischen Körper mit dem Membranstift verbundenen Kipplatten ausgeführt, die drehbar in den im Relaisgehäuse befestigten Schneidenlagerungen gelagert sind und die Ventilkugeln der Kontaktgruppen betätigen.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Einrichtung zur sprunghaften Umschaltung der Kontaktgruppen in Form zumindest einer federnden Membran mit zwei stabilen Zuständen ausgeführt, die in der Mitte am Membranstift und am Umfang an einem Hohlzylinder befestigt ist, der mit den elastischen Membranen des Relaismembransystems verbunden ist.
Weitere Merkmale der Erfindung folgen aus der nachstehenden Beschreibung von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen gemäss der Erfindung. Es zeigen : Fig. 1 ein Mehrkontakt-Druckluftrelais im Vertikalschnitt, bei dem die Schalteinrichtung die Drehhebel mit exzentrisch angreifenden Druckfedern, die Kontaktgruppen mit Ventilkugeln und eine gemeinsame Abschlussmembran enthält, Fig. 2 einen Horizontalschnitt nach der Linie A-A der Fig. l, Fig. 3 ein Mehrkontakt-Druckluftrelais im Vertikalschnitt, bei dem die Schalteinrichtung die drehbar in Schneidenlagerungen gelagerten und durch eine Zugfeder belasteten Kipplatten, die Kontaktgruppe mit Ventilkugeln und eine gemeinsame Abschlussmembran enthält, Fig. 4 den Horizontalschnitt nach der Linie A - A der Fig. 3, Fig.
5 ein Mehrkontakt-Druckluftrelais im Vertikalschnitt, wobei die Schalteinrichtung Membranen mit zwei stabilen Zuständen und die Kontaktgruppen mit einer gemeinsamen unter der Druckwirkung einer in einer geschlossenenKammer mit elastischer Trennmembran eingeschlossenen Flüssigkeit stehenden elastischen Abschlussmembran aufweist und Fig. 6 die Draufsicht auf das Relais gemäss der Fig. 5.
Das erfindungsgemässe Relais (Fig. 1 und 2) enthält eine Grundplatte 1 mit Eintritts-oder Austrittskanälen 2,3 und einem Austrittskanal 4 zur Abgabe des Steuersignals. Über den Kanälen 2,3, 4 befindet sich eine für alle Kontaktgruppen gemeinsame Abschlumembran 5 und ein Käfig 6, die die einzelnen Kontaktgruppen gegeneinander abtrennen. Im Käfig 6 sind Löcher zum Unterbringen von Ventilkugeln 7,8 vorgesehen. Diese Ventilkugeln werden von einem elastischen Kipphebel 9 gesteuert, der bei Verdrehung der waagrecht gelagerten Welle 10 eine dieser Ventilkugeln betätigt. Um eine kontinuierliche Verstellung eines die Membranen 12 verbindenden Membranstiftes 11 in eine diskrete Verdrehung der Wellen 10 umzusetzen, sind mit den Wellen 10 starr verbundene Antriebshebel 13 undKippfedern 14 vorgesehen.
Die Kippfedern 14 sind einerseits am Membranstift 11 und anderseits an den freien Enden der Antriebshebel 13 angelenkt. Das Relais wird in seine Ausgangsstellung durch eine Rückstellfeder 15 gebracht, die beim Absinken des Steuerdruckes denMembranstift 11 anhebt. Die Kammern 16,17, 18 werden mit den Steuerdrük- ken beaufschlagt. Die Anzahl der gesteuerten Kontaktgruppen kann zwei bis acht sein.
Die Fig. 3 und 4 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Druckluftrelais mit einer Kugelventil-Kontaktgruppe und einem Membranantrieb der Schalteinrichtung, wobei die Schalteinrichtung in Form von zwei drehbarenKipplatten ausgebildet ist, die durch eine Zugfeder zusammengezogen werden und in der Mitte mit dem Membranstift des Membranantriebes verbunden sind.
Das Relais nach den Fig. 3 und 4 enthält Grundplatten 19,20 mit Luftkanälen 21,22, 23,24, 25,26, 27, zwei Käfige 28 und 29, gemeinsame Abschlussmembranen 30 und 31, Kipplatten 32 mit Vorsprüngen, Druckleisten 33 zur gleichmässigen Verteilung der Betätigungskraft zwischen allen Kontaktgruppen, Stützen 34 und 35 mit Schneidenlagern, eine Zugfeder 36, der Anzahl der pneu- matischenKontakte entsprechende Ventilkugeln 37, Membranen 38,39, 40 zumAntriebderSchalteinrichtung, einen Membranenstift 41 und eine Rückstellfeder 42. Die Membranen 38, 39,40 schliessen drei Kammern 43,44, 45 ab, die über die Anschlüsse 46,47, 48 mit demSteuerdruck
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beaufschlagt werden.
Die Enden der Zugfeder 36 sind in Augen der Kipplatten 32 befestigt. Unter der Wirkung der Zugfeder sind die Kipplatten 32 stets bestrebt, entweder die obere oder die untere äusserste Stellung einzunehmen. Dabei pendeln sie in Schneidenlagern der Stützen 34,35. Durch die Wirkung der Vertikalkomponente der Zugfederkraft üben die Kipplatten 32 in der Ausgangsstellung des Relais über ihre Vorsprünge und die Druckleisten 33 eine Druckkraft auf die in Löchern des Käfiges 28 untergebrachten Ventilkugeln 37 aus. Diese drücken ihrerseits auf die Membran 31 und schliessen hiedurch die Kanäle 21 und 26 ab. Wird die Kammer 43 bzw. 45 mit dem Steuerdruck beaufschlagt, so verschiebt sich der Membranstift zusammen mit den Membranen, wobei er gleichzeitig den mittleren Zugfederteil bewegt.
Während der Verstellung des Membranstiftes tritt ein Augenblick ein, in dem die auf die Kipplatten 32 von der Zugfeder ausgeübten entgegengerichteten Kräfte durch den Punkt 0 gehen. Dieser Zustand ist labil. Die Kipplatten kippen bei einer weiteren geringfügigen Verschiebung des Mcmbranenstiftes sprunghaft in die andere äussere Stellung. Gleichzeitig werden die Kanäle 21 und 26 geöffnet und die Kanäle 23 und 25 gesperrt.
Da das Umklappen der Kipplatten aus einer Stellung in die andere sprunghaft vor sich geht, ist der Zeitraum während dem alle Kanäle gleichzeitig offen sind, sehr gering. Bei Abnahme des Steuerdruckes verschiebt sich der Membranstift 41 unter der Wirkung der Rückstellfeder 42 zurück in seine Ausgangsstellung. Es spielt sich der umgekehrte Vorgang ab, und die Kipplatten nehmen wieder ihre ursprünglicheLage ein. Gleichzeitig werden die Kanäle 22 und 23 sowie die Kanäle 25 und 24 miteinander verbunden und die Kanäle 21 und 26 gesperrt.
Die Konstruktion des erfindungsgemässen Relais lässt je nach Bedarfsfall entweder unabhängige Ruhekontakte (Kanäle 24 und 25) und Arbeitskontakte (Kanäle 26 und 27) oder Umschaltkontakte (Kanäle 21,22 und 23) verwirklichen. Im letzteren Fall werden in der Gehäusewand entsprechende Verbindungskanäle angeordnet.
Die Steuerkammern 43 und 45 des Membransystems dienen zur Addition und die Steuerkammer 44 zur Substraktion der Steuerdrücke.
Die Fig. 5 und 6 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel des Mehrkontakt-Druckluftrelais nach der Erfindung, bei dem die Schalteinrichtung in Form von Membranen mit zwei stabilen Zuständen und einer Kontaktgruppe, bestehend aus zwei gemeinsamen Grundplatten mit Kanälen, einem Käfig und einer geschlossenen, mit Flüssigkeit gefüllten Kammer ausgebildet ist, wobei die Grundplatten der Kontaktgruppe gegeneinander durch eine elastische Abschlussmembran getrennt sind.
Dadurch, dass zum Sperren der Kanäle eine Flüssigkeit angewandt wird, deren Druck den maximalen Druck in gesteuerten Kanälen übersteigt, lässt sich eine gleichmässige Verteilung der Betätigungskraft zwischen den einzelnen Kontaktgruppen bei beliebiger Anzahl der letzteren erreichen.
Das Druckluftrelais nach den Fig. 5 und 6 enthält zwei Grundplatten 49 und 50 mit Luftkanälen 51,52, 53,54, 55, 56,57, zwei Käfige 58 und 59, gemeinsame Abschlussmembranen 60 und 61, elastische Trennmembranen 62 und 63, einen mit zwei federnden Membranen 67 und 68 starr verbundenen Membranstift, elastische Membranen 69,70, 71 zum Antrieb der Schalteinrichtung, einen auf den Membranen 69,70, 71 aufliegenden Hohlzylinder 72 und eine Rückstellfeder 73. Die Membranen 62,63 bilden zwei geschlossene Kammern 64,65, die mit einer Flüssigkeit, beispielsweise mit Toluol, ausgefüllt sind und zur hydraulischen Kraftübertragung dienen. Die Membranen 69,70, 71 bilden zwei Kammern 74, 75, die über Anschlüsse 67,77 mit dem Steuerdruck beaufschlagt werden.
Die Membranen 67,68 werden an ihren Umfängen in Ausdrehungen des Hohlzylinders 72 festgehalten. Unter der Wirkung der Rückstellfeder 73 drückt der Membranstift 66 auf die Membran 63 und erzeugt dadurch in der Kammer 65 einen Druck, der ausreicht, um die Kanäle 54, 55,56, 57 abzuschliessen, die sich in der Grundplatte 50 befinden und durch den Käfig 59 voneinander getrennt sind. Die Umsetzung einer kontinuierlichen Verschiebung des Hohlzylinders 72 in eine diskrete Verstellung des Membranstiftes 66 wird durch die Membranen 67 und 68 verwirklicht.
Wird die Kammer 75 mit einem Steuerdruck beaufschlagt, so verschiebt sich der Hohlzylinder 72 und mit diesem der Einspannrand der Membranen 67 und 68. In einem bestimmten Augenblick geraten die Membranen in einen labilen Zustand und bringen darauf den Membranstift 66 in seine andere stabile Lage.
Gleichzeitig werden die Kanäle in der Grundplatte 50 geöffnet und die in der Grundplatte 49 geschlossen. Da die Verstellung des Membranstiftes unter der Wirkung der Kraft der Membranen 67,68 sprunghaft vor sich geht, ist der Zeitraum, während dem alle Kanäle in den Grundplatten 49,50 gleich-
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zeitig offen sind, sehr gering. ! ei der Abnahme des Steuerdruckes in der Kammer 75 bewegt sich der Hohlzylinder 72 unter der Wirkung der Rückstellfeder 73 nach oben und der Membranstift 66 nimmt sprunghaft seine ursprüngliche Stellung ein.
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vorgesehen.
Es ist auch eine auf der ! assis des Relais nach Fig. 5 aufgebaute Ausführung des Mehrkontakt-Druckluftrelais möglich, die zwei stabile Zustände aufweist und bei der die Rückstellfeder 73 wegfällt.
Das Relais nach Fig. 5 wird durch Beaufschlagen der Kammern 74 oder 75 mit Druck über die Anschlüsse 76, 77 gesteuert. Die Beaufschlagung der Kammer 75 mit Steuerdruck bewirkt die Umschaltung des Relais in einen seiner stabilen Zustände, in dem es auch bei Wegfall des Steuerdruckes in der Kammer 75 verbleibt. Um das Relais in den andern stabilen Zustand zu bringen, ist die Beaufschlagung der Kammer 74 mit dem Steuerdruck erforderlich.
Eine Besonderheit dieser Relaisausführung liegt darin, dass sie sich zur Verwirklichung einer Speicherfunktion unterAusnutzung mehrerer unabhängiger Kontaktgruppen eignet und daher als ein Speicherelement in pneumatischen oder hydraulischen Relaisschaltungen eingesetzt werden kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Pneumatisches oder hydraulisches Relais mit einem mit Kanälen zur Zuführung der Steuerdrücke sowie mit Ein-und Auslasskanälen für die zu steuernden Drücke versehenen Gehäuse, mit durch einen gemeinsamen Stift miteinander verbundenen und das Gehäuse in Kammern unterteilenden, mit den Steuerdrücken beaufschlagten elastischen Steuermembranen und mit von dem Stift betätigten, die Ein-
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zeichnet, dass es mit einer im Gehäuse angeordneten und mit demMembranstift (11, 41, 66) gekoppelten Schalteinrichtung (9, 10,13, 14 bzw. 32,36 bzw. 67,68) zur sprunghaften Umschaltung der Kontaktgruppen bei kontinuierlicher Änderung des Steuerdruckes versehen ist und dass die Kontaktgruppen aus zumindest einem gelochten Käfig (6 bzw. 28,29 bzw. 58,59) einer elastischen Abschlussmembran (5 bzw. 30,31 bzw.
60,61) und einem Element (7,8 bzw. 37) zur Übertragung der Umschaltbewegung auf die Abschlussmembran über die Löcher des Käfigs bestehen, wobei alle diese Kontaktgruppenteile räumlich zwischen der Schalteinrichtung und den Ein- und Auslasskanälen für die zu steuernden Drücke untergebracht sind.