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Einrichtung zum Umwandeln digitaler Signale in analoge Signale
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Umwandeln digitaler in analoge Signale, die mit pneu- matischer Hilfsenergie arbeitet. Sie dient zur Umformung diskreter pneumatischer Signale in stetige analoge Signale. Derartige Geräte sind das Verbindungsstück zwischen dem digitalen und dem analogen
Teil pneumatischer Automatisierungseinrichtungen.
Die bisher bekannten Geräte dieser Art arbeiten nur mit elektrischer Hilfsenergie und sind deshalb nicht unmittelbar in pneumatischen Anlagen einsetzbar. Es werden dazu aufwendige und störanfällige elektrisch pneumatische Umwandler benötigt. Ausserdem sind die bisher bekannten elektrischen DigitalAnalog-Wandler sehr wartungsbedürftig, störanfällig und kompliziert in ihrem Aufbau.
Es sind Digital-Analog-Umsetzer bekannt, die einen nicht elektrischen Ausgang besitzen. Diese Geräte arbeiten nach dem Prinzip, dass einem Schrittmotor ein elektrisches Impulseingangssignal zugeführt wird. Der Motor macht eine Drehbewegung in einem bestimmten Winkel. In den meisten Fällen kann die Drehrichtung durch die Polarität oder die Phasenbeziehung des Eingangssignals geändert werden. Diese Geräte haben den Nachteil, dass sie ebenfalls nicht unmittelbar in pneumatische Anlagen eingesetzt werden können. Ein weiterer Nachteil dieser Umsetzer ist, dass sie nur in Steuerungen und nicht in Regelkreisen verwendet werden können.
Zweck der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur direkten Umwandlung von pneumatischen digitalen Signalen in analoge Signale zu schaffen, um damit eine Lücke in der pneumatischen Steuerungstechnik zu schliessen. Gleichzeitig sollen teure Zusatzgeräte zur Umwandlung elektrischer in pneumatische Hilfsenergie vermieden werden. Das zu schaffende Gerät soll einfach im Aufbau sein und dem Baukastenprinzip entsprechen.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass zur Erzeugung der erforderlichen Momente durch die digitalen Signale auf die Kraftwaage aufsetzbare oder lösbare Federn in bestimmten Abständen vom Drehpunkt der Kraftwaage angeordnet sind und dass die Federn zwischen dem Gehäuse und pneumatischen Stellmotoren mit Koppelgestänge, die durch die Kraftwaage quer hindurchgehen, befestigt sind. Die wirksamen Kräfte der Federn können einzeln mittels Justierschrauben vorgespannt werden. Zur Kompensation der Eingangsmomente wird ein luftgelagerter Kolben einseitig zwischen Gehäuse und Wippe angeordnet. An Stelle des luftgelagerten Kolbens kann ein Wellrohr oder eine Membran sein.
In den Zeichnungen ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles schematisch veranschaulicht.
Fig. l ist ein Schnitt durch einen Digital-Analog-Wandler. Fig. 2 zeigt das Schema des aussermittigen Angriffs des Stellmotors.
In Fig. 1 ist ineinemGehäuse-7-eine ; Kraftwaage-- !-ander Lagerstelle--8--drehbargelagert.
An der Oberseite des Gehäuses--7--befinden sich Stellmotore--;)-, die über Koppelstangen--. - mit Zugfedern--2--verbunden sind. An der unteren Seite des Gehauses--7-- befmden sich ein Kompen-
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sationselement --3-- in Form eines luftgelagerten Kolbens --12-- und eine Düse --5--. An der Kraftwaage-l-befindet sich die Prallplatte --4--. Zur Einjustierung des Nullpunktes ist zwischen der Kraftwaage-l-und dem unteren Teil des Gehäuses --7-- eine Feder --6-- angebracht.
Wenn bei dem Stellmotor --9-- ein digitales Eingangssignal --Xe-- anliegt, wird die Feder --2-durch das Koppelgestänge --11-- von der Kraftwaage --1-- abgehoben. Damit ändert sich das auf die Kraftwaage --1-- von den Federn --2-- ausgeübte Moment und der Waagebalken --1-- ändert seine Lage zur Düse --5-- so lange, bis zwischen Düse --5-- und Drossel --17-- ein Druck entsteht, der über das Kompensationselement --3-- wieder einen Gleichgewichtszustand am Waagebalken-l-herstellt.
Die anliegende Hilfsluft --Ph-- dient zur Lagerung des Kolbens --12--. Mit den Justierschrauben--10wird die Vorspannung der Federn --2-- eingestellt.
Fig. 2 zeigt die aussermittige Anordnung des Stellmotors --9--, der über eine Wippe --13-- auf die Kraftwaage --1-- wirkt. Wenn ein digitales Eingangssignal--Xe-- auf den Stellmotor --9-- trifft, wird der Stössel --16-- nach oben bewegt und die Wippe --13-- verändert ihre Lage. Über die Koppelstange --11-- wird die Feder --2-- ausser Eingriff mit der Kraftwaage-l-gebracht. Die Feder-14- und die Schraube --15-- dienen zur Lagerung und Vorspannung der Wippe --13--.
Bei demAnwendungsbeispiel richtet sich die Anzahl der Zugfedern-2-- und derStellmotore-9-- nach der verwendeten Codierung bzw. nach der gewünschten Genauigkeit. Denn die Summe aller Federkräfte ergibt das maximale Moment und damit bei-Xg-den maximalen Druck des Ausgangssignals.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Umwandeln digitaler in analoge Signale mittels einer in einem Gehäuse gelagerten Kraftwaage, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der erforderlichen Momente durch die digitalen Signale (Xe) auf die Kraftwaage (l) aufsetzbare oder lösbare Federn (2) in bestimmten
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