DE1574739C3 - Strömungsmittelbetrlebene, digitale Zählvorrichtung für Strömungsmittelimpulse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine strömungsmittelbetriebene, digitale Zählvorrichtung für Strömungsmittelimpulse mit einem eine Eingangsstufe bildenden, statischen Mehrwegeventil (Eingangsmehrwegeventil) sowie in zwei parallelen Ketten (Zählketten) nachgeordnete, statische bistabile Mehrwegeventile, bei welchen ein einem Steuereingang zugeführter Strömungsmittelimpuls einen Eingang mit einem Ausgang (erster Ausgang) und ein einem zweiten Steuereingang zugeführter Strömungsmittelimpuls den Eingang mit einem zweiten Ausgang (zweiter Ausgang) verbindet.

Aus der DL-PS 30 555 ist eine Zählvorrichtung dieser Art bekannt, bei welcher auch eine Eingangsstufe sowie zwei parallele Zählketten vorgesehen sind, wobei die einzelnen Elemente dieser Anordnung statische Mehrwegeventile mit zwei Steuereingängen sowie einem Eingang und zwei abwechselnd schaltbaren Ausgangen sind und zumindest die Schaltelemente der Zählketten bistabil arbeiten. Die Betätigung der Mehrwegeventile erfolgt bei dieser Vorrichtung elektromagnetisch gesteuert. Jede Zählstufe benötigt zwei Ventile für jeden Zählerausgang. Es sind zwar bei einem Ventil zwei Ausgangsleitungen vorhanden, aber die empfangenen Signale werden nicht abwechselnd an die Ausgangsleitungen abgegeben, sondern sie werden in der Reihenfolge ihres Empfangs in diese Ausgangsleitungen geführt.

Aus der Zeitschrift »Control Engineering« 1967, H. 5, S. 79 bis 82 ist ein pneumatisches Zählwerk mit einem Schieberegister bekannt, dessen Ausgang über einen Umkehrer mit dem Eingang verknüpft ist, um in Verbindung mit »UND«-Verknüpfungsgliedern den Ausgang des Zählwerks zu bilden. Bei diesem Gerät sind aber weder zwei Leitungen, auf denen Druckmittelsignale für aufeinanderfolgende Signale in der Schieberimpulsleitung abwechselnd erzeugt werden, noch zwei parallele, jeweils an eine andere Ausgangsleitung angeschlossene Ventilketten vorhanden. Vielmehr arbeitet jede Stufe dieses bekannten Zählers durch Speichern zwischen Schieberimpulsen des der vorhergehenden Stufe entnommenen Wertes, wonach der gespeicherte Wert beim Auftreten eines Übertragungsimpulses der nachfolgenden Stufe übermittelt wird.

Demgegenüber arbeitet die Zählvorrichtung gemäß der Erfindung nach einem anderen Prinzip, um die Aufgabe zu lösen, eine digitale Zählvorrichtung für Strömungsmittelimpulse zu schaffen, welche einfacher und weniger aufwendig als die bekannten Zählvorrichtungen ausgebildet ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß das monostabile, von einem Strömungsmittelimpuls umschaltbare Eingangsmehrwegeventil mit seinem Eingang an eine Druckmittelquelle angeschlossen ist und mit jeweils einem seiner beiden Ausgänge den Eingang eines jeder Zählkette vorgeschalteten Verteiler-Mehrwegeventils beaufschlagt, von welchen das eine (erste) mit seinen Ausgängen mit den Steuereingängen des anderen (zweiten) verbunden ist, während die Ausgänge des zweiten einerseits zu den Steuereingängen des ersten verlaufen und andererseits an die Eingänge des ersten die Zählkette bildenden Mehrwegeventils angeschlossen sind, und daß von den die Zählketten bildenden Mehrwegeventüen die den einen Schaltzustand der letzteren hervorrufenden Steuereingänge von der ersten Zählkette kreuzweise mit den den gleichen Schaltzustand hervorrufenden Steuereingängen der Mehrwegeventile der zweiten Zählkette verbunden sind, während die den anderen Schaltzustand bei den Mehrwegeventüen hervorrufenden Steuereingänge der ersten Zählkette an jeweils einen Ausgang der Mehrwegeventile der zweiten Zählkette und die den anderen Schaltzustand bei den Mehrwegeventüen der zweiten Zählkette hervorrufenden Steuereingänge mit jeweils einem Ausgang der Mehrwegeventile der ersten Zählkette verbunden sind, und daß von den die Zählketten bildenden Mehrwegeventilen das erste mit einem Aus-

gang zu dem Eingang des nachgeordneten führt, während der zweite Ausgang noch an den den einen Schaltzustand hervorrufenden, kreuzweisen Verbindungen angeschlossen ist.

jedes Ventil dieser Zählvorrichtung bildet eine Art Bivibrator, und die beiden Ventilketten entkodieren sich automatisch, um das dem Zahlenwert entsprechende Ausgangssignal zu liefern. Weitere »UND«-Verknüpfungsglieder, wie sie bei dem aus »Control Engineering« bekannten Zähler vorhanden sind, kommen in Fortfall. Ferner kommt man in jeder Zählstufe der beiden Ketten mit nur einem Ventil aus, während bei der bekannten Vorrichtung jeder Zähler drei Ventile in der Schieberregisterstufe und ein Ventil als »UND«-Verknüpfungsglied, d. h. insgesamt vier Ventile benötigt. Die Erfindung führt also zu einer beträchtlichen Ersparnis an Bauteilen. *

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben, die eine pneumatisch betätigte Zählvorrichtung schematisch darstellt.

Diese Zählvorrichtung hat ein Eingangsmehrwegeventil 10, eine Verteilervorrichtung 14 sowie zwei je zwei strömungsmittelbetätigte Mehrwegeventile enthaltende Zählketten 16 und 18.

Das Eingangsmehrwegeventil 10 spricht auf Eingangssignale an, die in Form von Luftstößen aus einem Eingang 20 auf eine Fahne 21 wirken, derart, daß jeder Luftstoß zwei Luftdruckimpulse hervorruft, von denen der erste, ein primärer Impuls, an dem Ausgang 22 des Eingangsmehrwegeventils 10 auftritt, während der zweite, ein dem primären Impuls folgender sekundärer Impuls, an dem Ausgang 24 des Eingangsmehrwegeventils 10 auftritt. Im Prinzip ist dieses Ventil wie ein Hochdruckventil ausgebildet, das einen Eingang 26, der mit einer Hochdruckquelle in Verbindung steht, und zwei Ausströmungsöffnungen 28 und 30 hat, wobei eine Spule bzw. ein Schieber od. dgl. des Ventils in die eine Richtung gelenkt und in der anderen Richtung durch eine Ablenkung der Fahne 21 infolge eines auf sie auftreffenden Luftstoßes bewegbar ist.

Die Verteilervorrichtung 14 besteht aus zwei Verteilermehrwegeventilen 32 und 34. Jedes Verteilermehrwegeventil 32, 34 ist ein Ventil mit einem Eingang 36, zwei Ausgängen 38 und 40, zwei Ausströmöffnungen 42 und 44 und zwei Steuereingänge 46 und 48. Jedes Ventil ist mit einer in der Zeichnung nicht näher dargestellten Schiebevorrichtung od. dgl. versehen, die zwischen zwei Stellungen bewegbar ist; in der einen Stellung ist der Eingang 36 mit dem Ausgang 38 verbunden, und der Ausgang 40 ist mit der Ausströmöffnung 44 verbunden, während in der anderen Stellung der Eingang 36 mit dem Ausgang 40 und der Ausgang 38 mit der Ausströmöffnung 42 verbunden ist. In die eine Stellung wird diese Vorrichtung durch einen pneumatischen Druckimpuls bewegt, der auf den Steuereingang 46 ausgeübt wird, und in die andere Stellung wird die Vorrichtung durch einen pneumatischen Druckimpuls bewegt, der auf den Steuereingang 48 ausgeübt wird. Gemäß nicht näher dargestellten Varianten der Erfindung kann jedes Ventil durch ein Ventilsystem ersetzt werden, welches eine Anzahl von druckmittelbetätigten Ventilen enthält, die so miteienander verbunden sind, daß das System auf die gleiche Weise arbeitet wie das Ventil, welches es ersetzt.

Das erste Verteilermehrwegeventil 32 der Verteilervorrichtung 14 hat seinen Eingang 36 durch eine erste Signalleitung 50 mit dem Ausgang 22 des Eingangsmehrwegeventils 10 verbunden, um die Primärimpulse zu empfangen, während das zweite Verteilermehrwegeventil 34 der Verteilervorrichtung 14 seinen Eingang durch eine zweite Signalleitung 52 mit dem Ausgang 24 des Eingangsmehrwegeventils 10 verbunden hat,¹ um die Sekundärimpulse aufzunehmen. Die beiden Ausgänge 38 und 40 des zweiten Verteilermehrwegeventils 34 der Verteilervorrichtung 14 sind mit den Steuereingängen 48 bzw. 46 des ersten Verteilermehrwegeventils 32 entsprechend verbunden. Die Ausgänge 38 und 40 des ersten Verteilermehrwegeventils 32 sind mit den Steuereingängen 46 bzw. 48 des zweiten Verteilermehrwegeventils 34 verbunden, und außerdem sind sie mit den Ausgangsleitungen 54 bzw. 56 verbunden, die mit den beiden Zählketten 16 bzw. 18 des Zählers verbunden sind.

Was zunächst die Zählkette 16 betrifft, so enthält diese zwei Mehrwegeventile 58 und 60, von denen jedes mit den Verteilermehrwegeventilen 32 und 34 übereinstimmt. Bei dem ersten Mehrwegeventil 58 ist dessen Eingang 36 mit der Ausgangsleitung 54, dessen Ausgang 40 mit dem Eingang 36 des Mehrwegeventils 60 und dessen Ausgang 38 mit einer Ausgangsöffnung 5 des Zählers verbunden, die die ganze Zahl 5 bezeichnet. Die Ausgänge 40 und 38 des Mehrwegeventils 60 sind mit Ausgangsöffnungen 1 bzw. 3 des Zählers verbunden, die die ganzen Zahlen 1 bzw. 3 bezeichnen.

In ähnlicher Weise enthält die Zählkette 18 erste und zweite Mehrwegeventile 62 bzw. 64; der Eingang 36 des ersten Mehrwegeventils 62 ist mit der Ausgangsleitung 56 verbunden, der Ausgang 40 ist mit dem Eingang 36 des Mehrwegeventils 64 verbunden, und der Ausgang 38 ist mit einer Ausgangsöffnung 6 des Zählers verbunden, die die ganze Zahl 6 bezeichnet. Das Mehrwegeventil 64 hat seine Ausgänge 38 und 40 mit den Ausgangsöffnungen 4 bzw. 2 des Zählers verbunden, die die ganzen Zahlen 4 bzw. 2 bezeichnen.

Der Ausgang 40 des Mehrwegeventils 60 ist mit dem Steuereingang 48 des Mehrwegeventils 62 verbunden. Der Ausgang 40 des Mehrwegeventils 64 ist mit dem Steuereingang 46 des Mehrwegeventils 60 verbunden. Der Ausgang 38 des Mehrwegeventils 60 ist mit dem Steuereingang 46 des Mehrwegeventils 64 verbunden, und der Ausgang 38 des Mehrwegeventils 64 ist mit dem Steuereingang 46 des Mehrwegeventils 58 verbunden.

In ähnlicher Weise ist der Ausgang 38 des Mehrwegeventils 58 mit den Steuereingängen 48 und 46 der Mehrwegeventile 60 und 62 verbunden, während der Ausgang 38 des Mehrwegeventils 62 mit den Steuereingängen 48 der Mehrwegeventile 58 bzw. 64 verbunden ist.

Eine wie vorstehend ausgebildete Zählvorrichtung arbeitet folgendermaßen:

Angenommen, daß der letzte Ausgangsimpuls bei der Ausgangsöffnung 6 auftrat, so ruft das nächste Druckmittelsignal an dem Eingang 20 einen ersten primären und sekundären Impuls in den Signalleitungen 50 bzw. 52 hervor. Der erste primäre Impuls wird dem Eingang 36 des ersten Verteilermehrwegeventils 32 der Verteilervorrichtung 14 zugeführt, welches sich in einer solchen Stellung befindet, daß der Impuls nach dem Ausgang 38 und in die Ausgangsleitung 54 durchgeht, wobei sich die Mehrwegeventile 58 und 60 in solchen Stellungen befindet, daß der Impuls zu der Ausgangsöffnung 1 geführt wird. Der Impuls wirkt auch auf den Steuereingang 48 des Mehrwegeventils 62, um das letztere in eine Stellung zu bewegen, in der sein Eingang 36

mit seinem Ausgang 40 in Verbindung steht. Der genannte erste primäre Impuls von dem Ausgang 38 wirkt auch auf den Steuereingang 46 des zweiten Verteilermehrwegeventils 34 der Verteilervorrichtung, die in eine Stellung bewegt wird; in welcher der Eingang 36 mit dem Ausgang 38 in Verbindung steht. Daher wird, wenn der nachfolgende sekundäre Impuls in das Verteiler-Mehrwegeventil 34 einläuft, derselbe auf den Steuereingang 48 des ersten Verteilermehrwegeventils überführt, wo er eine Änderung der Stellung desselben bewirkt. Infolgedessen wird der nächste primäre Impuls der Zählkette 18 über die Ausgangsleitung 56 zugeführt. , .

Wenn der nächste primäre Impuls auftritt, wird er durch das Mehrwegeventil 62 der Zählkette 18 dem Mehrwegeventil 64 zugeleitet, welches sich in einer solchen Stellung befindet, daß der Impuls der Ausgangsöffnung 2 zugeführt wird. Der erwähnte nächste primäre Impuls wird auch von dem Ausgang 40 des Mehrwegeventils 64 der Steueröffnung 46 des Mehrwegeventils 60 der Zählkette 16 zugeführt. Letzteres schaltet daher um, so daß der nächste, auf seinen Eingang ausgeübte Impuls bei der Ausgangsöffnung 3 erscheint. Der genannte nächste primäre Impuls wird auch von dem Verteiler-Mehrwegeventil 32 dem Steuereingang 48 des Verteilermehrwegeventils 34 zugeführt und bewirkt wieder eine Änderung der Stellung desselben, so daß der nachfolgende sekundäre Impuls eine Änderung der Stellung des Verteiler-Mehrwegeventils 32 hervorruft, wodurch der dritte primäre Eingangsimpuls auf die Ausgangsleitung 54 gelangt.

Der dritte primäre Impuls wird durch das Mehrwegeventil 58 der Zählkette 16 dem zweiten Mehrwegeventil 60 und dann der Ausgangsöffnung 3 zugeführt. Dieser Impuls wird auch dem Steuereingang 46 des Mehrwegeventils 64, welches für den vierten primären Impuls bereit ist, und ferner dem Verteiler-Mehrwegeventil 34 der Verteilervorrichtung 14 zugeführt, so daß das Verteiler-Mehrwegeventil 32 wiederum seine Stellung ändert.

Der vierte primäre Impuls wird durch die Verteilervorrichtung 14 der Ausgangsleitung 56 zugeführt und verläuft durch das Mehrwegeventil 62 nach dem Mehrwegeventil 64 und geht dann aus dem Ausgang 38 des Mehrwegeventils 64 nach der Ausgangsöffnung 4 und nach dem Steuereingang 46 des Mehrwegeventils 58, welches seine Stellung ändert, um seinen Eingang 36 mit dem Ausgang 40 und der Ausgangsöffnung 5 zu verbinden. Beim Empfang des sekundären Impulses

schaltet die Verteilervorrichtung 14 wieder wie vorher um.

Der fünfte primäre Eingangsimpuls wird durch die Verteilervorrichtung 14 dem Mehrwegeventil 58 und dann der Ausgangsöffnung 5 zugeführt, und auch den Steuereingängen 46 bzw. 48 der Mehrwegeventile 62 und 60, um eine Änderung der Stellung der Mehrwegeventile 62 und 60 hervorzurufen. Der nachfolgende sekundäre Impuls schaltet die Verteilervorrichtung 14 wieder um.

Der sechste primäre Impuls wird durch die Ausgangsleitung 56 dem Mehrwegeventil 62 und, da letzteres umgeschaltet hat, der Ausgangsöffnung 6 zugeleitet. Der sechste primäre Impuls trifft auch auf den Steuereingang 48 des Mehrwegeventils 58 und auf den Steuereingang 48 des Mehrwegeventils 64, um die Stellung dieser Ventile zu ändern. Der nachfolgende sekundäre Impuls bewirkt, daß die Verteilervorrichtung 14 wieder umschaltet. Die Zählvorrichtung befindet sich dann wieder in ihrem Ausgangszustand und ist für einen neuen Zählvorgang bereit.

Gemäß einer nicht näher dargestellten, abgeänderten Ausführungsform der Erfindung sind die Verbindungen zwischen der Ausgangsöffnung 5 und dem Steuereingang 48 des Mehrwegeventils 60, zwischen der Ausgangsöffnung 6 und dem Steuereingang 48 des Mehrwegeventils 58 und zwischen der Ausgangsöffnung 1 und der Steueröffnung 48 des Mehrwegeventils 62 fortgelassen, und eine von Hand zu betätigende Vorrichtung ist vorgesehen, um die Zählvorrichtung am Ende eines jeden Zyklus zurückzustellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Strömungsmittelbetriebene, digitale Zählvorrichtung für Strömungsmittelimpulse mit einem eine Eingangsstufe bildenden, statischen Mehrwegeventil (Eingangsmehrwegeventil) sowie in zwei parallelen Ketten (Zählketten) nachgeordnete, statische bistabile Mehrwegeventile, bei welchen ein einem Steuereingang zugeführter Strömungsmittelimpuls einen Eingang mit einem Ausgang (erster Ausgang) und ein einem zweiten Steuereingang zugeführter Strömungsmittelimpuls den Eingang mit einem zweiten Ausgang (zweiter Ausgang) verbindet, d a durch gekennzeichnet, daß das monostabile, von einem Strömungsmittelimpuis umschaltbare Eingangsmehrwegeventil (10) mit seinem Eingang (26) an eine Druckmittelquelle angeschlossen ist und mit jeweils einem seiner beiden Ausgänge (22, 24) den Eingang (36) eines jeder Zählkette vorgeschalteten Verteiler-Mehrwegeventils (32, 34) beaufschlagt, von weichen das eine (erste) mit seinen Ausgängen (38,40) mit den Steuereingängen (46,48) des anderen (zweiten) verbunden ist, während die Ausgänge (38, 40) des zweiten einerseits zu den Steuereingängen (46, 48) des ersten verlaufen und andererseits an die Eingänge (36) des ersten die Zählkette bildenden Mehrwegeventils (58,62) angeschlossen sind, und daß von den die Zählketten bildenden Mehrwegeventüen (58, 62, 60, 64) die den einen Schaltzustand der letzteren hervorrufenden Steuereingänge (46, 48) von der ersten Zählkette kreuzweise mit den den gleichen Schaltzustand hervorrufenden Steuereingängen (46, 48) der Mehrwegeventile (62, 64) der zweiten Zählkette verbunden sind, während die den anderen Schaltzustand bei den Mehrwegeventüen hervorrufenden Steuereingänge (46, 48) der ersten Zählkette an jeweils einen Ausgang der Mehrwegeventile der zweiten Zählkette und die den anderen Schaltzustand bei den Mehrwegeventüen der zweiten Zählkette hervorrufenden Steuereingänge (46, 48) mit jeweils einem Ausgang der Mehrwegeventile der ersten Zählkette verbunden sind, und daß von den die Zählketten bildenden Mehrwegeventüen das erste mit einem Ausgang (40) zu dem Eingang (36) des nachgeordneten führt, während der zweite Ausgang (38) noch an den den einen Schaltzustand hervorrufenden, kreuzweisen Verbindungen angeschlossen ist.

2. Strömungsmittelbetriebene, digitale Zählvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ausströmöffnung (42, 44) jedes Verteiler-Mehrwegeventils (32, 34) und jedes Mehrwegeventils (58, 60, 62, 64) der Zählketten mit deren Ausgang (38, 40) in einer vorbestimmten Stellung der Mehrwegeventile verbunden ist.