DD140190A5 - Druckluft-zeitverzoegerungseinrichtung - Google Patents

Description

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Druckluft-Zeitverzögerungseinrichtung zur Steuerung der Arbeitsweise eines Druckluft-Arbeitszylinders mit einer vorbestimmten Zeitverzögerung nach dem Empfang eines Steuerimpulses, z* B· zur .Anwendung bei Melkanlagen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Beim maschinellen Melken gilt heutzutage ganz allgemein, den Melkvorgang durch Signale zu steuern, die als Antwort auf den tatsächlichen Milchfluß von der gemolkenen Kuh hervorgerufen werden· Mit Hilfe derartiger Signale besteht die Möglichkeit, beispielsweise das Umschalten zwischen verschiedenen Vakuumniveaus und Impulsfolgefrequenzen zu steuern oder die automatische Entfernung des Melkzeuges vom Euter der Kuh nach dem erfolgten Melken zu veranlassen.

Pur die Steuerung des Melkvorganges findet ein Meßfühler zur Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit Verwendung, der die Strömungsgeschwindigkeit der Milch erfaßt und ein Druckluftsignal aussendet, wenn die Strömungsgeschwindigkeit der Milch einen vorbestimmten Wert erreicht hat. Eine derartige Einrichtung ist in der schwedischen Patentbeschreibung Ur· 388 995 enthalten· Das von der Einrichtung empfangene Druck-

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luftsignal kann dazu verwendet werden, um das Umschalten zwischen einer ersten Vormelkphase oder Stimulationsphase und einer zweiten normalen Melkphase zu steuern«, Am Schluß der zweiten Phase wird, wenn der Milchfluß erneut auf den vorbestimmten Wert abgenommen hat, ein zweites Vakuumsignal ausgesendet, welches zur Steuerung des Umschaltens auf eine dritte maschinelle Abstreif- oder Massagephase verwendet werden kann. Es ist erwünscht, daß die Länge der dritten Phase auf eine vorbestimmte Zeitdauer begrenzt wird, wonach das Melkzeug vom Euter der Kuh entfernt werden soll.

Bei einer automatischen Entfernung des Melkzeuges kann das zweite Vakuumsignal ebenfalls dazu verwendet werden, um die Entfernung zu initiieren, wobei vorauszusetzen ist, daß die Ausführung der Entfernung um die weiter oben erwähnte Zeitdauer verzögert wird» Es sind mehrere Verzögerungseinrichtungen bekannt, um diese Verzögerung zu erlangen, wie zum Beispiel elektrische oder mechanische Zeitrelais,

In Druckluft-Melkmaschinen ist es aus mehreren Gründen erwünscht, solche bekannten Zeitrelais zu vermeiden, im besonderen weil sie den Nachteil aufweisen, von einer anderen Energiequelle als dem Vakuum abzuhängen·

Ziel der Erfindung _ .

Das Ziel der Erfindung ist es, eine Druckluft-Zeitverzögerungseinrichtung zu schaffen j die ausschließlich mit Druckluft arbeitet und hohe Gebrauch'swerteigenschaften aufweist·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zeitverzögerungseinrichtung konstruktiv derart zu gestalten _? da.ß sie

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eine exakt definierte Zeitverzögerungsperiode gewährleistet, einen bestimmten Schaltimpuls am. Schluß der Zeitverzögerungsperiode aussendet und in einfacher Art und Weise nach den gegebenen Notwendigkeiten eingestellt werden kann.

Brfindungsgemäß wird diese Aufgabenstellung durch eine Zeitverzögerungseinrichtung erfüllt, die sich wie folgt zusammensetzt: aus einem Gehäuse und aus einer Kammer in dem besagten Gehäuse mit einem relativ großen Volumen,' wobei über ein Drosselventil eine Verbindung zu einem Steuervakuum besteht, um die Kammer bei einer relativ langsamen Geschwindigkeit zu evakuieren. Dabei läßt sich die besagte Geschwindigkeit mit Hilfe des Drosselventils einstellen· Zu der Zeitverzögerungseinrichtung gehört weiter ein Steuerventil, welches in bezug auf den Druck in der besagten Kammer zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung eingestellt werden kann, um den besagten Arbeitszylinder mit der Atmosphäre bzw. mit. einer Vakuumquelle zu verbinden, wobei das besagte Steuerventil nach einer Zeitverzögerung in die zweite Stellung eingestellt wird, die mit Hilfe des Drosselventils verstellbar ist.

Dabei ist das Steuerventil mit einer durch den Druck in der oberen Kammer betätigten oberen Membran verbunden» Eine Wand der oberen Kammer wird erfindungsgemäß durch die obere Membran selbst gebildete Das Steuerventil besteht aus einem Ventil mit wenigstens einer axialen Öffnung, wobei die Arbeitszylinder anordnung als Betätigungselement über die be- . sagte Öffnung in der ersten Stellung des Steuerventils mit der Atmosphäre verbunden ist und die besagte Öffnung durch eine Führungsbuchse in der zweiten Stellung des Steuerven-

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tils abgesperrt wird. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das Steuerventil durch eine elastische. Kraft auf Grund einer zweiten unteren Membran in die erste Stellung bewegt werden, wobei sich die zweite Membran in einer Verbindung mit der Vakuumquelle befindet. Schließlich wird das Steuerventil in die zweite Stellung verstellt, wenn das Vakuum in der oberen Kammer einen.vorbestimmten Wert erreicht.

Ausführungsbeispiel

Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, von denen die Abbildung 1 eine schematische Teilansicht einer Melkanlage mit der Zeitverzögerungseinrichtung darstellt und die Abbildung 2 einen Längsschnitt der erfindungsgemäßen Zeitverzögerungseinrichtung in einem größeren Maßstab wiedergibt*

Die Melkanlage gemäß der Darstellung in Abbildung 1 umfaßt eine Zentrale 1 mit Zitzenbechern 2, von denen nur einer wiedergegeben ist. Die Zentrale 1 ist über einen Milchschlauch 3 mit einem Meßfühler 4 zur Erfassung der Milchströmungsgeschwindigkeit verbunden, wobei die-ser Meßfühler mit einer Steuereinheit 5 und einem Pulsator 6 assoziiert ist. Der zuletzt erwähnte Pulsator 6 ist mit Hilfe eines Schlauches 7 mit der Zentrale 1 verbunden· Die Steuereinheit 5 ist mit Hilfe eines Schlauches 8 mit einer Vakuumleitung 9 verbunden und der Milchaustritt des Meßfühlers 4 zur Erfassung der Milchströmungsgeschwindigkeit mit Hilfe eines Schlauches 11 mit einer Milchleitung 10.

Die Zentrale 1 ist des weiteren mit.Hilfe eines Seiles 12 mit einer Arbeitszylinderanordnung 13 zur automatischen Ent-

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fernung des Melkzeuges nach dem Melken verbunden, wobei das Seil durch eine Öffnung in der unteren Stirnfläche des Arbeitszylinders in diesen eintritt und mit einem Kolben verbunden ist (nicht wiedergegeben), der sich in dem Arbeitszylinder befindet« Die Arbeitszylinderanordnung 13 weist an ihrem oberen Ende eine Einrichtung 14 für die Verzögerung der Arbeitsweise der Arbeitszylinderanordnung auf, wobei diese Einrichtung mit Hilfe der Schläuche 15 und 16 einerseits mit der Steuereinheit 5 inid andererseits mit der Vakuumleitung 9 verbunden ist·

Wie der Abbildung 2 zu entnehmen ist, setzt sich die wiedergegebene Zeitverzögerungseinrichtung wie folgt zusammen: aus einem Gehäuse 20, dessen Inneres durch eine obere und eine untere Membran 21 bzw· 22 in drei getrennte Kammern unterteilt ist. Es handelt sich dabei um eine obere Kammer 23, die sich über der oberen Membran 21 befindet, eine Kammer 24 zwischen den beiden Membranen und eine untere Kammer 25» die sich unter der unteren Membran 22 befindet» Die obere Kammer 23 verfügt über einen größeren Durchmesser als die untere Kammer 25» wofür Gründe maßgebend sind, die wei-. ter unten näher erläutert werden·

Die beiden oberen und unteren Membranen 21 und 22 sind in

dem Gehäuse an ihrer Peripherie befestigt und jeweils in ihrer Mitte an einem Ende eines axial beweglichen Stabes 26 angebracht, der koaxial zur Arbeitszylinderanordnung 13 angeordnet ist· Der Stab 26 befindet sich in einer Führungs- buchse 271 die in einer Wand 28 sitzt, verbunden mit dem Gehäuse 20 und ist mit öffnungen 29 versehen· Die untere Membran 22 ist mit einem Ventil 30 verbunden, welches einen

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Ventilsitz 31 aufweist, wobei diese Anordnung dazu dient, um die Verbindung zwischen der unteren Kammer 25 und dem Inneren der Arbeitszylinderanordnung 13 zu .steuern. Das Ventil 30 weist des weiteren axiale öffnungen 30a auf.

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Die obere Kammer 23 ist über ein Nadelventil 33 ¹^ Steuereinheit 5 (Abbildung 1) verbunden, deren Stellung mit Hilfe eines Handrades 33a verstellt v/erden kann. Das Nadelventil 33 ist gegenüber der Atmosphäre mit Hilfe eines abnehmbaren Verschlusses 34- hermetisch abgeschlossen, der zu Abdic-htungszwecken über eine Schraubverbindung mit dem Gehäuse 20 verbunden ist. Über einen Nippel 34ä erfolgt die Verbindung mit dem Schlauch 15· Die obere Kammer 23 ist des weiteren über einen Nippel 35 mit einem manuell betätigbaren Ventil (nicht wiedergegeben) verbunden, mit dessen Hilfe diese Kammer mit der Atmosphäre verbunden werden kann. Die Kammer 24 ist über eine Öffnung 36 ständig mit der Atmosphäre verbunden und die untere Kammer 25 über einen Nippel 37 und den Schlauch 16 mit der Vakuumleitung 9 und somit ständig mit dem Vakuum.

In der in Abbildung 2 wiedergegebenen Stellung drückt das Ventil 30 gegen den Ventilsitz 31» wodurch die untere Kammer 25 gegenüber der Arbeitszylinderanordnung 13 abgesperrt istβ Der Arbeitszylinder ist statt dessen über die Öffnungen 30a, 29 und 36 mit der Atmosphäre verbunden, wodurch in dem Arbeitszylinder atmosphärischer Druck vorherrscht« Das Ventil 30 wird in der wiedergegebenen Stellung durch die . nach unten gerichtete Kraft gehalten, die auf die untere Membran 22 infolge der Tatsache einwirkt, daß sich die untere Kammer 25 unter einem Vakuum befindet.

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Wenn nun ein Signal zur Bestätigung der Arbeitszylinderanordnung 13 von dem Meßfühler 4- zur Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit empfangen wird, wird die obere Kammer 23 über die Steuereinheit 5» den Schlauch 15 und das Nadelventil 33 mit dem Vakuum verbunden. Da die obere Kammer 23 über ein relativ großes Volumen verfügt und die nach außen dringende Luft durch das Nadelventil 33 gedrosselt wird, findet die Evakuierung nur langsam statt* Nach einer vorbestimmten Zeit jedoch, zum Beispiel nach 30 Sekunden, die mit Hilfe des Handrades eingestellt werden kann, wird, wenn sich das Vakuum in der oberen Kammer 23 demselben Niveau wie das Vakuum in der unteren Kammer 25 annähert, die nach oben gerichtete Kraft, die auf die obere Membran 21 einwirkt, die nach unten gerichtete Kraft, die auf die untere Membran 22 einwirkt, überwinden, da die obere.Membran eine größere wirksame Fläche als die untere Membran aufweist <>

Die nach oben gerichtete Kraft wird über den Stab 26 auf das Ventil 30 übertragen, das sich vom Ventilsitz y\ abhebt und in Richtung nach oben bewegt, bis es gegen die untere Seite der Pührungsbuchse 27 andrückt und abdichtet. Die Verbindung zwischen dem Inneren der Arbeitszylinderanordnung 13 und der Atmosphäre über die axialen Öffnungen 30a und die Kammer 24 wird dadurch gesperrt, wobei simultan das Innere der Arbeitszylinderanordnung 13 mit der unteren Kammer 25 verbunden wirdo Da diese Kammer ständig mit der Vakuumleitung 9 verbunden ist, wird der Arbeitszylinder rasch . evakuiert, wodurch der Kolben in dem Arbeitszylinder, der nicht wiedergegeben ist und mit dem das Seil 12 verbunden ist, in der Weise betätigt wird, sich in Richtung nach oben zu bewegen, um das Melkzeug vom Euter der Kuh zu entfernen.

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Durch eine exakte Einstellung des Nadelventils 33 hat es sich als möglich erwiesen, die Verzögerungszeit mit großer Genauigkeit bis auf etwa 2 Minuten zu steuernφ

Wenn die Einrichtung rasch in die in Abbildung 2 wiedergegebene Stellung zurückgestellt wird, wie es am Beginn des Melkvorganges der Fall ist, wenn das Melkzeug am Euter der Kuh anzubringen ist, wird die obere Kammer 23 über den Hippel 35 und das erwähnte, nicht wiedergegebene Ventil einige Sekunden lang-mit der Atmosphäre verbundene Das Vakuum in der oberen Kammer, 23 wird dann rasch neutralisiert, und das Ventil 30 kehrt in die wiedergegebene untere Stellung zurück, betätigt durch das Vakuum in der unteren Kammer 25 unter Einwirkung .auf die untere Membran 22. Über die Öffnungen.· 32 strömt dadurch atmosphärische Luft in die Arbeitszylinderanordnung 13j und das Vakuum "wird in- dem Arbeitszylinder . rasch neutralisiert, wodurch der Kolben in der Arbeit sz-ylinderanordnung 13 leicht in seine untere Stellung zurückgeführt werden kann. Dabei wird das Seil 12 aus der Arbeitszylinderanordnung .13 herausgezogen»

Claims (4)

Berlin, den 30. 3. 1979 572 16 209 530 Erfindungsanspruch

1_# Druckluft-Zeitverzögerungseinrichtung zur Steuerung der Arbeitsweise eines Druckluft-Arbeitszylinders mit einer vorbestimmten Zeitverzögerung nach dem Empfang eines Steuerimpulses, gekennzeichnet dadurch, daß sich diese Zeitverzogerungseinrichtung wie folgt zusammensetzt: aus einem Gehäuse (20), aus einer oberen Kammer (23) in dem besagten Gehäuse mit einem relativ großen Volumen und verbunden mit einem Steuervakuum über ein Nadelventil (33) > um di.e Kammer bei einer relativ langsamen Geschwindigkeit zu evakuieren, wobei die besagte Geschwindigkeit mit Hilfe des Drosselventils eingestellt weväen kann, und aus einem Ventil (30), welches in bezug auf den Druck in der besagten oberen Kammer (23) zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung eingestellt werden kann, um den Arbeitszylinder mit der Atmosphäre bzw. mit einer Vakuumleitung (9) zu verbinden, wobei das Steuerventil nach einer Zeitverzögerung in die zweite Stellung eingestellt werden kann, die mit Hilfe des Drosselventils verstellbar ist·

2« Zeitverzogerungseinrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Ventil (30) mit einer durch den Druck in der oberen Kammer (23) betätigten oberen Membran (21) verbunden ist·

3· Zeitverzogerungseinrichtung gemäß Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß eine Wand der oberen Kammer (23) durch die obere Membran (21) gebildet wird«

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4. Zeitverzögerungseinrichtung gemäß irgendeinem der Punkte 1 bis 3» gekennzeichnet dadurch, daß das "Ventil (30) aus einem Ventil mit wenigstens einer axialen Öffnung (30a) besteht, wobei die Arbeitszylinderanordnung (13) als Betätigungselement, über die besagte Öffnung in-der ersten Stellung des Steuerventils mit der Atmosphäre verbunden ist und die besagte öffnung durch eine Führungsbuchse (27) in der zweiten Stellung des Steuerventils abgesperrt

Zeitverzögerungseinrichtung gemäß irgendeinem der Punkte 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch., daß das Ventil (30) durch eine elastische Kraft auf Grund einer zweiten unteren Membran (22) in die erste Stellung bewegt werden kann j wobei sich die zweite Membran in einer Verbindung mit der Vakuumquelle befindet*· " ·

Zeitverzögerungseinrichtung gemäß irgendeinem der Punkte 1 bis 5> gekennzeichnet dadurch, daß das Ventil (30) in die zweite Stellung verstellt wird, wenn das Vakuum in der oberen'Kammer (23) einen vorbestimmten Wert erreicht.

Hierzu: 2 Blatt Zeichnung