DD126524B1 - Elektrisch-pneumatische steuerungseinrichtung fuer chemischreinigungsmaschine - Google Patents

Description

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrisch-pneumatische Einrichtung zur Steuerung des Arbeitsablaufes einer Chemischreinigungsmaschine.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist an Chemischreinigungsmaschinen bekannt, die Steuerung der einzelnen Arbeitsabläufe mit Hilfe einer Programmkarte vorzunehmen. Zu diesem Zweck ist an der Maschine ein Programmgeber angeordnet, welcher z.B. mit Hilfe von Mikroschaltern eine definierte Anzahl von auf einer Plastik-Programmkarte angeordneten erhabenen und in Abhängigkeit vom abzuarbeitenden Programmablauf mit Einschnitten versehenen Bahnen abtastet. Mit einer derartigen Steuerung ist es z.B. möglich, die Betätigung von an der Maschine angebrachten Schnellschlußschiebern mit Hilfe von in zwei Richtungen mit Druckluft beaufschlagbaren Arbeitszylindern zu automatisieren. Die Arbeitszylinder können dabei in einer Richtung mit einem Öffnungsdruck (zum Zwecke des Öffnens des Schnellschlußschiebers) und in der anderen Richtung mit einem Schließdruck (zum Zwecke des Schließensdes Schnellschlußschiebers) beaufschlagt werden. Die Freigabe der Druckluft für die Beaufschlagung des Arbeitszylinders in der einen oder der anderen Richtung erfolgt mittels zweier Magnetventile, die, ihrem Wesen nach digitale Schaltelemente, zwei Arbeitszustände haben können, nämlich den erregten und den entregten Zustand des Magnets und dementsprechend einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand des Ventils.

Jedes Magnetventil erhält seine Schaltimpulse von einer Bahn der Programmkarte, wobei die Programmsteuerung z.B. so eingerichtet sein kann, daß ein erhabener Abschnitt der Programmkartenbahn den erregten (geöffneten) Zustand und ein geschnittener (ebener) Abschnitt den entregten (geschlossenen) Zustand des Magnetventils symbolisiert. Zur automatischen Ansteuerung eines Arbeitszylinders sind also zwei Magnetventile, ein Öffnungsventil und ein Schließventil, erforderlich. Für eine Maschine mit beispielsweise zehn anzusteuernden Schnellschlußschiebern werden somit 20 Magnetventile benötigt. Das bedeutet einen erheblichen wirtschaftlichen Aufwand für eine solche Maschine. Zur Behebung dieses Nachteiles wurde an einer bekannten Chemischreinigungsmaschine schon eine vereinfachte Steuervorrichtung angewendet, die für alle anzusteuernden Schnellschi ußschieber ein gemeinsames Schließventil besitzt, welches die Beaufschlagung sämtlicher Arbeitszylinder mit Schließdruck übernimmt. Zur Steuerung dieses Magnetventils ist also lediglich eine Bahn der Programmkarte erforderlich.

Die Wirkung dieses gemeinsamen Schließventils ist, daß sämtliche Arbeitszylinder nahezu ständig mit Schließdruck beaufschlagt werden, was zur Folge hat, daß alle Arbeitszylinder bestrebt sind, die ihnen zugeordneten Schnellschlußschieber in geschlossener Stellung zu halten. An den Arbeitszylindern, deren zugeordnete Schnellschlußschieber im jeweiligen Betriebszustand geöffnet sein sollen, liegt zusätzlich noch der Öffnungsdruck an, so daß der Schnellschlußschieber im geöffneten Zustand verbleibt, da sich die beiden am Arbeitszylinder anliegenden Drücke gegenseitig aufheben.

Soll nun ein Schieber geschlossen werden, ist es lediglich erforderlich, am jeweiligen Arbeitszylinder den Öffnungsdruck abzubauen, so daß der nahezu ständig anliegende Schließdruck wirksam werden kann.

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Soll ein Schnellschlußschieber geöffnet werden, so wird zunächst durch Entlüftung des gemeinsamen Schließventils der an allen Zylindern anliegende Schließdruck abgebaut und danach der betreffende Arbeitszylinder mit Öffnungsdruck beaufschlagt, was zur Öffnung des betreffenden Schnellschlußschiebers führt. Danach können über das gemeinsame Schließventil wieder alle Arbeitszylinder mit Schließdruck beaufschlagt werden.

Die Arbeitsweise dieser Anordnung hat nun zwar eine wesentliche Reduzierung der Anzahl Magnetventile zur Folge, bedingt jedoch eine sehr hohe Fertigungsgenauigkeit beim Schneiden der Programmkarten. Da sich die Chargendauern bei gebräuchlichen Chemischreinigungsmaschinen über längere Zeiträume (bis ca. 30 min) erstrecken, widerspiegeln sich relativ große Zeitabschnitte in kleinen Längsabschnitten der Programm karte, so daß die Bahnen sehr genau geschnitten werden müssen, um einen bestimmten Zeitpunkt im Arbeitsablauf der Maschine exakt festlegen zu können. Diese Tatsache führt zum entscheidenden Nachteil der oben beschriebenen Anordnung, da einerseits die Zeitpunkte des Abbauens des Schließdruckes und der Beaufschlagung der Arbeitszylinder mit öffnungsdruck äußerst genau miteinander abgestimmt werden müssen und andererseits sich sämtliche Öffnungsimpulse von beispielsweise zehn Programmkartenbahnen für die Öffnungsventile zwangsläufig in der oben beschriebenen Weise in der Gestaltung der Programmkartenbahn für das gemeinsame Schließventil niederschlagen. Dies ergibt für den Benutzer der Chemischreinigungsmaschine, der im allgemeinen den Wunsch hat, auch nach eigenem Ermessen individuelle Programme zum Betrieb der Maschine zusammenzustellen, eine unvertretbare Einschränkung, weil er nicht in der Lage ist, eine Programmkarte selbst zu gestalten. Weiterhin ist es bei Chemischreinigungsmaschinen üblich, die automatische Steuerung abschaltbar zu gestalten, so daß die Maschine beliebig von Hand gesteuert werden kann.

Bei einer bekannten Maschine sind dazu die Arbeitszylinder an einer zentralen Stelle der Maschine angeordnet und mittels einer Zugstange betätigbar, während die Bewegung des Arbeitszylinders durch Bowdenzüge auf die Schnellschlußschieber übertragen wird (siehe DD-WP 51 824). Diese Ausführung hat einerseits den Nachteil, daß der Aufbau der Maschine infolge eines Gewirres von Bowdenzügen unübersichtlich wird, andererseits ist der Bedienkomfort gegenüber der nunmehr gebräuchlichen Bedienung mittels elektrischer Taster als mangelhaft zu werten. Ein bloßes Ersetzen der mechanischen Bedienung der Arbeitszylinder durch elektrische Tastschalter hätte jedoch unter Beibehaltung des vorteilhaften gemeinsamen Schließventils den Nachteil, daß eine fehlerhafte Bedienung durch eine nicht genügend qualifizierte Bedienkraft sehr leicht möglich ist. Da das Betätigungssignal für das gemeinsame Schließventil bei Handsteuerung nicht von der Programmkarte gewonnen werden kann, würden, um einen Schnellschlußschieber zu schließen, stets zwei Handgriffe erforderlich.

1. Entfernung des Öffnungsdruckes vom Arbeitszylinder

2. Betätigung des gemeinsamen Schließventils

Zum Öffnen eines Schnellschlußschiebers wären ebenfalls zwei Handgriffe erforderlich:

1. Entfernung des Schließdruckes vom Arbeitszylinder

2. Betätigung des Öffnungsventils

Diese Arbeitsweise wäre bei vielen zu betätigenden Schiebern äußerst umständlich und eine ständige Quelle von Bedienungsfehlern.

Ziel der Erfindung:

Ziel der Erfindung ist deshalb eine Steuerungseinrichtung, welche einerseits mit einer Programmkarte arbeitet, deren Programmieren gegenüber der herkömmlichen Weise wesentlich erleichtert ist und andererseits bei Umstellung auf Handsteuerung einen weitgehenden Bedienkomfort gewährleistet.

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Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektrisch-pneumatische Steuerungseinrichtung für eine Chemischreinigungsmaschine zu schaffen, welche zur Beaufschlagung sämtliche Arbeitszylinder mit Schließdruck ein gemeinsames Magnetventil (Schließventil) besitzt, wobei die Betätigung des Schließventils unabhängig von der Programmkarte bzw. Handbetätigung erfolgen soll. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zum Zweck einer periodischen Betätigung des Schließventils an die Arbeitzylinder mit dem Sch Heßventil verbindende Druckleitung eine Anordnung vorgesehen ist, welche im wesentlichen aus einem pneumatisch-elektrischen Wandler und einem Druckbehälter besteht, wobei der pneumatischeiektrische Wandler ausgangsseitjg mit dem Schiießventil in Verbindung steht. \n einer bevorzugten Ausführungsform sind der pneumatisch-elektrische Wandler und der Druckbehälter mittels einer sich an diesen Bauteilen hin verzweigenden Druckleitung an die das Schließventil und die Arbeitszylinder verbindende Druckleitung angeschlossen. Weiterhin besteht die bevorzugte Ausführungsform darin, daß dem pneumatisch-elektrischen Wandler und dem Druckbehälter, welche entsprechend dem vorgenannten Merkmal zueinander parallel geschaltet sind, nach dem Prinzip einer Reihenschaltung ein Drosselventil vorgeschaltet ist und daß die obere Druckstufe des pneumatisch-elektrischen Wandlers niedriger ist als der am Schließventil anliegende Schließdruck.

Ausführungsbeispiel

Die Figur zeigt einen Blockschaltplan der erfindungsgemäßen Steuerungseinrichtung. Diese besteht in einer bevorzugten Ausführungsform im wesentlichen aus vier Elementen: aus dem gemeinsamen Schließventil 1, welches als Magnetventil ausgeführt sein soll, dem pneumatischelektrischen Wandler 2 (im folgenden als P/E-Wandler bezeichnet), einem Druckbehälter 3 und einem Drosselventil 4.

Der Elektromagnet des Schließventils 1 ist mittels der elektrischen Leitung 13 mit einem Ausgangskontakt des P/E-Wandlers 2 verbunden. Die elektrischen Leitungen 16 und 17 verbinden den Magneten des Schließventils 1 und den anderen Ausgangskontakt des P/E-Wandters 2 mit den Phasen R und N eines elektrischen Netzes. Die beispielsweise von einem Kompressor erzeugte Druckluft zur Erzielung des Schließdruckes wird mit Hilfe der Zuleitung 5 zum Schließventil 1 geführt. Vom Schließventil 1 führt eine Druckleitung 7 zu einem Verzweigungspunkt 14, von welchen aus eine weitere Druckleitung 8 zu den nicht dargestellten Arbeitszylindern und eine Druckleitung 9 zu den übrigen Teilen der erfindungsgemäßen Vorrichtung führt. Dies ist, wie schon beschrieben, eine Drossel 4, welche über die Druckleitung 10 mit einem weiteren Verzweigungspunkt 15 in Verbindung steht. Von dort führt eine Druckleitung 11 zum Druckbehälter 3 und eine Druckleitung 12 zum P/E-Wandler 2. Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung ist wie folgt: Befindet sich die Reinigungsmaschine in Ruhe, so ist der Kontakt des P/E-Wandlers 2 und damit auch der Stromkreis von der Phase N über das Schließventil 1 und den P/E-Wandler 2 zur Phase R geschlossen. Infolgedessen wird, wenn die Maschine in Betrieb gesetzt wird, das Schließventil 1 erregt und der Durchgang von der Zuleitung δ zur Druckleitung 7 freigegeben. Über die Druckleitung 8 werden daher sämtliche Arbeitszylinder mit Schließdruck beaufschlagt und somit diejenigen Arbeitszylinder, an denen je nach Gestaltung der Programmkarte kein öffnungsdruck anliegt, geschlossen. Über die Druckleitungen 9, 10, 11 und 12 baut sich nun auch im Druckbehälter 3 und im P/E-Wandler 2 ein Druck auf, bis der P/E-Wandler seine obere Druckstufe erreicht hat und sich dessen Kontakt öffnet. Dadurch wird der Versorgungsstromkreis

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des Schließventilsi unterbrochen und die Verbindung zwischen Zuleitung 5 und Druckleitung 7 geschlossen. Ein Schließen des Magnetventils 1 bewirkt gleichzeitig über eine Entlüfungsöffnung 6 eine Entlüftung der Arbeitszylinder, des Druckkessels 3 und des P/E-Wandlers 2. Die Arbeitszylinder werden also auf der Schließseite entlastet, so daß an den nach Programm für einen Öffnungsvorgang vorgesehenen Arbeitszylindern der Öffnungsdruck wirksam werden kann. Infolge der Entlüftung fällt auch im Druckbehälter 3 und im P/E-Wandler 2 der Druck, so daß bei Erreichen einer unteren Druckstufe des P/E-Wandlers 2 dessen Kontakt wieder geschlossen, das Schließventil 1 wieder erregt und geöffnet wird. Der beschriebene Vorgang läuft also von neuem ab, so daß eine periodische Beaufschlagung der Arbeitszylinder mit Schließdruck erreicht wird. Der Druckbehälter erfüllt in diesem System die Funktion eines Druckluftspeichers und dient dazu, die zwischen den einzelnen Schaltzeitpünkten des P/E-Wandlers 2 ablaufenden Vorgänge zu verzögern. Soll das Zeitintervall der Beaufschlagung der Arbeitszylinder mit Schließdruck kürzer sein als das Intervall der Entlüftung der Steuereinrichtung, so wird in einer bevorzugten Ausführungsform zwischen den Verzweigungspunkten 14 und 15 ein Drosselventil 4 angeordnet und der P/E-Wandler 2 für einen niedrigeren Druckbereich als der am Schließventil 1 anstehende Schließdruck gewählt. Damit wird eine Differenzierung der Schaltzeitpunkte des P/E-Wandlers 2 erreicht. Beträgt beispielsweise der Schließdruck 3,0 bar und die obere Schaltstufe des P/E-Wandlers 0,8 bar, so liegt beim Vorgang des Druckaufbaues ein wesentlich höherer Druck (3 bar) am Drosselventil 4 an als beim Entlüftungsvorgang (0,8 bar). Der Entlüftungsvorgang wird also mehr Zeit in Anspruch nehmen als der Vorgang des Druckaufbaues, da das Drosselventil 4 langsamer durchströmt wird. Bei der im Beispiel gewählten Ausführungsform betragen die entsprechenden Zeiten 12 s und 3 s. Damit wird erreicht, daß für die Bedienung der einzelnen Öffnungsventile wesentlich mehr Zeit zur Verfügung steht als für die Betätigung des gemeinsamen Schließventils. Die Länge der beschriebenen Zeitintervalle kann in Abhängigkeit von der Auslegung des Druckbehälters 3 und des Drosselventils 4 verändert werden. Zusätzlich übernimmt bei einer derartigen Ausführungsform das Drosselventil 4 die Funktion eines Überlastungsschutzes für den P/E-Wandler Wird jedoch gewünscht, daß beide Intervalle gleich groß sind, so muß einerseits die obere Druckstufe des P/E-Wandlers 2 gleich dem Schließdruck gewählt werden, andererseits kann das Drosselventil 4 entfallen. Verbleibt jes jedoch in der Anordnung, so bewirkt es eine Verlängerung der Schaltintervalle, jedoch keine Verschiebung der Schaltzeitpunkte gegeneinander.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegen darin, daß die Betätigung des gemeinsamen Schließventils nunmehr unabhängig von der Programmkarte erfolgt. Dies ermöglicht einerseits ein wesentlich vereinfachtes und zeitsparendes Schneiden der Programmkarte, so daß auch der Benutzer eine günstige Möglichkeit hat, Karten nach eigener Wahl zu programmieren, und andererseits eine vereinfachte und in hohem Maße sichere Bedienung der Maschine bei Umschaltung auf Handsteuerung. Zur Bedienung eines Schiebers ist jeweils nur noch ein elektrischer Tastschalter erforderlich. Soll ein Schieber geöffnet werden, so ist durch Tastendruck das Öffnungsventil zu erregen. Dadurch wird der Arbeitszylinder mit Öffnungsdruck beaufschlagt und im nächstfolgenden Arbeitsintervall der erfindungsgemäßen Einrichtung, in dem kein Schließdruck am Arbeitszylinder anliegt, erfolgt das Öffnen des Schnellschlußschiebers. Das Schließen des Schiebers erfolgt in analoger Weise. Durch Zurücknahme des betätigen Tasters wird das Öffnungsventil entregt, der Öffnungsdruck liegt nicht mehr am Arbeitszylinder an, und im

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nächstfolgenden Intervall, in dem der Arbeitszylinder mit Schließdruck beaufschlagt wird, erfolgt das Schließen des Schiebers. Auf diese Weise können Bedienungsfehler infolge Vergessens der Betätigung des Schließventils, welche den Betriebsablauf erheblich stören können, vollkommen vermieden werden. Die erforderlichen Bedienhandgriffe sind auf ein Mindestmaß reduziert. Die Erfindung ist für die Anwendung in einer Chemischreinigungsmaschine dargestellt, beschränkt sich jedoch nicht allein darauf, sondern erhebt darüber hinaus Anspruch auf Einsatzgebiete artgleicher Steuerungsaufgaben.

Claims (3)

194590 Erfindungsansprüche:

1. Elektrisch-pneumatische Steuerungseinrichtung für Chemischreinigungsmaschine mit Schiebern und dergleichen, welche mittels doppelseitig mit Druckluft beaufschlagbarer Arbeitszylinder betätigt werden, wobei jedem Arbeitszylinder ein Magnetventil zur Auslösung des Öffnungsvorganges des Schiebers (Öffnungsventil) und allen Arbeitszylindern ein gemeinsames Magnetventil zur Auslösung des Schließvorganges der Schieber (Schließventil) zugeordnet ist und die Betätigung der Öffnungsventile mittels einer Programmsteuerungseinrichtung erfolgt, gekennzeichnet dadurch,

daß zum Zweck einer periodischen Betätigung des Schließventils (1) an die die Arbeitszylinder mit dem Schließventil (D'verbindende Druckleitung (7, 8) eine Anordnung vorgesehen ist, welche im wesentlichen aus einem pneumatisch-elektrischen Wandler (2) und einem Druckbehälter (3) besteht, wobei der P/E-Wandler (2) ausgangsseitig mit dem Schließventil (1) in Verbindung steht.

2. Elektrisch-pneumatische Steuerungseinrichtung für Chemischreinigungsmaschine nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch,

daß der pneumatisch-elektrische Wandler (2) und der Druckbehälter (3) mittels einer sich zu diesen Bauteilen hin verzweigenden Druckleitung (9, 10, 11, 12) an die das Schließventil (1) und die Arbeitszylinder verbindende Druckleitung (7, 8) angeschlossen sind.

3. Elektrisch-pneumatische Steuerungseinrichtung für Chemischreinigungsmaschine nach den Punkten 1 und 2, gekennzeichnet dadurch,

daß dem pneumatisch-elektrischen Wandler (2) und dem Druckbehälter (3) ein Drosselventil (4) vorgeschaltet ist.

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