DE1600459B2 - Pneumatische Steueranlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine pneumatische Steueranlage zum programmierten Steuern von Arbeits- und Schaltvorgängen mit sich registerartig kreuzenden, an den Kreuzungspunkten über verschließbare Querverbindungen verbundenen Eingangs- und Ausgangsleitungen, wobei die Eingangsleitungen über Eingangsventile an Steuerluft angeschlossen sind.

Zur Lösung von Steuerungsaufgaben wird unter anderem auch Druckluft als Medium zur Übertragung von Steuerbefehlen verwendet Führt beispielsweise der Kolben eines Arbeitszylinders eine Bewegung in einer Richtung aus, so kann ein mit dem Kolben verbundenes Betätigungselement durch Anschlag an ein federbelastetes Ventil bewirken, daß die Bewegung des Kolbens nicht nur gestoppt wird, sondern gegebenenfalls auch anschließend in entgegengesetzter Richtung verläuft. Eine solche Steuerungsaufgabe ist mit konventionellen Mitteln verhältnismäßig einfach zu lösen, und der Aufwand an Steuereinrichtungen ist gering.

Anders verhält es sich, wenn mehrere Arbeitszylinder zum Einsatz kommen, die für verschiedenartige, voneinander abhängige oder zueinander in Beziehung stehende Arbeitsvorgänge vorgesehen sind. Da hierbei naturgemäß die Anzahl der Steuerungseinrichtungen wesentlich größer ist, werden auch die Schaltungsaufgaben komplizierter. Es müssen im Leitungsnetz zahlreiche Abzweigungen geschaffen werden, und die Vielfalt der einzelnen Verbindungen kann schließlich zu einem Gewirr von Leitungen führen, die im Falle einer Betriebsstörung selbst der Fachmann nur mit großer Mühe überschauen kann.

Des weiteren ist nach einem bekannten Verfahren vorgesehen, zur Steuerung der Ventile für die Arbeitsluft einen Luftstrom zu verwenden, der unter einem minimalen Druck, beispielsweise von 100 bis 300 mm/WS, steht Infolge der hierbei auftretenden laminaren Strömung in den Leitungen ist es möglich, den Luftstrom an zwei gegenüberliegenden Offnungen vorbeizuführen, ohne daß dieser seitlich austritt Sobald jedoch durch eine der seitlichen Offnungen eine Querströmung eintritt wird der schwache Luftstrom durch Turbulenz vernichtet und die Luft gelangt ins Freie. Ähnlich wird verfahren, wenn es darum geht an einer Gabelung die Steuerluft auf einen anderen Weg zu dirigieren. Durch einen entsprechend zugeführten Luftstoß unmittelbar an der Verzweigungsstelle kann die laminar strömende Steuerluft zum Überwechseln auf die andere Strömungsrichtung gebracht werden.

Das beschriebene Niederdruckverfahren weist zwar einerseits den Vorteil auf, weitestgehend auf mechanische Teile verzichten zu können, doch stellt sich andererseits ein Nachteil ein, der zu häufigen Betriebsstörangen führen kann. Abgesehen davon, daß auch bei diesen Verfahren je nach der Art der Steuerungsaufgaben die Anzahl der Leitungen beträchtlich ist und die Schaltungen selbst noch komplizierter geworden sind, genügt wegen des geringen Steuerdruckes bereits ein schwacher Luftzug von außen, um dieses Steuerungssystem zum Versagen zu bringen.

Schließlich wird bei der eingangs angedeuteten Steueranlage in die Querverbindungen eine Lochkarte eingesetzt die je nach Stanzung einen Teil der Quer-

ao verbindungen schließt, andere hingegen offen läßt Die Eingangs- und Ausgangsleitungen sind demgemäß in zwei miteinander zu verspannenden Blöcken angeordnet auf deren einander zugekehrten Seiten jeweils Abschnitte der Querverbindungen ausmünden. Für die Lö-

a$ sung eines bestimmten Steuerungsproblems wird eine entsprechende Lochkarte zwischen die Blöcke eingelegt und diese dichtend verspannt Jede Lochkarte ist praktisch nur für ein Steuerproblem verwendbar. Die Abdichtung stößt auf nicht geringe Schwierigkeiten, so daß nicht auszuschließen ist daß Fehlluft in an sich geschlossene Querverbindungen eintritt

So ist allen erwähnten Schaltanlagen der Nachteil gemeinsam, daß eine Änderung des Arbeitsprogrammes entweder umfangreiche schaltungsmäßige Veränderungen im Leitungsnetz oder die Herstellung und den Austausch von Lochkarten nach sich zieht was nur mit einem Aufwand an Zeit und Kosten durchgeführt werden kann.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine pneumatische Schaltanlage zu schaffen, der die aufgezeigten Mangel und Nachteile nicht anhaften, die es insbesondere ermöglicht einerseits das Leitungsnetz auf einen Mindestumfang zu verringern und übersichtlich zu gestalten, andererseits eine Änderung des Arbeitsprogramms mit wenigen Handgriffen vornehmen zu können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß an den Kreuzungspunkten von zwei sich etwa rechtwinklig zueinander kreuzenden Leitungssystemen einstellbare Registerschieber zum wahlweisen öffnen oder Schließen der Querverbindungen und in diesen die Rückströmung der Steuerluft sperrende Rückschlagventile angeordnet sind.

Ein besonderer Vorteil des Gegenstandes der Erfindung liegt darin, Schaltungsanordnungen in kürzester Zeit treffen zu können, indem lediglich die Registerschieber gemäß einem vorgegebenen Plan in ihre öffnungs- oder Schließstellung bewegt werden, so daß die entsprechenden Querverbindungen offen bzw. geschlossen sind. Die Eingangs- und Ausgangsleitungen können in einem massiven Block angeordnet sein, wodurch jegliche Dichtungsprobleme innerhalb des Leitungsregisters entfallen. Die Rückschlagventile machen ein Rückströmen der Steuerluft unmöglich.
Die Steuerleitungen haben aus bestimmten Gründen nur einen kleinen Querschnitt mit einem Durchmesser von 1 bis etwa 3 mm. Aus Gründen, die durch die verschiedenen Schaltungsaufgaben bedingt sind, werden die. Steuersignale oft nur als kurze Impulse gegeben

und sind daher nur geeignet, andere Ventile einzuschalten. Wird je nach Schaltungsaufgabe nach Sekunde oder nach vielen Stunden die nächste Programmstufe betätigt, ist das impulsartige Eingangssignal in den meisten Fällen erloschen, und die Steuerluft wird nur durch das Rückschlagventil an den Kreuzungspunkten festgehalten. Da zwischen den Rückschlagventilen und den Ausgangsventilen nur sehr kleine Verbindungsleitungen und Querschnitte vorhanden sind, geht die Luft durch Leckstellen sehr rasch verloren.

In Weiterbildung des Erfindungsgedankens sind deshalb die Eingangsventile mit wechselweise beaufschlagbaren Stellgliedern, z. B. Steuerschiebern, versehen, die bei ankommenden Luftimpulsen Sekundär-Steuerluft als Dauerstrom freigeben.

Auf diese Weise kann ein Luftimpuls durch Umschalten des Steuerschiebers in die Offenstellung einen Dauerstrom von Sekundär-Steuerluft freigeben, so daß auch bei länger andauernden Programmstufen und bei größeren Leckagen der Steuerdruck erhalten bleibt. An Stelle der Steuerschieber können auch Ventile anderer Bauart, z.B. mit Membranen, Dichtungsstellern usw. verwendet werden. Auch können an den Eingängen der Eingangsleitungen Magnetventile angeordnet sein, um eine elektrische Steuerung zu ermöglichen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Steueranlage, schematisch dargestellt,

F i g. 2 ein Teilstück der Steueranlage gemäß Position A aus F i g. 1, aufgeschnitten dargestellt,

Fig.3 einen Steuerschieber in schematischer Darstellung und

Fig.4 eine Steueranlage in Verbindung mit dem Funktionsschema einer vollautomatischen Tiefziehpresse, in schematischer Darstellung.

In der schematischen Darstellung gemäß F i g. 1 sind in einem als massiver Block ausgebildeten Gehäuse 1 eine Anzahl Kanäle gleicher Länge als Eingangsleitungen 2 horizontal übereinander angeordnet. Räumlich hinter den Eingangsleitungen 2 befinden sich ebenfalls Kanäle von einander gleicher Länge als Ausgangsleitungen 3, die in entsprechendem Abstand die Eingangsfc leitungen 2 kreuzen. Am Eingang der Eingangsleitun- Ψ gen 2 sind Eingangsventile 4 und am Ausgang der Ausgangsleitungen 3 sind als Ausgangsventile Servoventile 5 vorgesehen. Mit der Ziffer 6 ist ein Eckventil bezeichnet, das die Verbindung zwischen der den Servoventilen 5 zugeleiteten Arbeitsluft und den Eingangsventilen 4 herstellt

Die gemäß F i g. 2 aus F i g. 1 herausgegriffenen Kreuzungspunkte A sind mit Registerschiebern 7 versehen, wovon der rechte in offener Stellung und der linke in Schließstellung gezeigt ist Jeder Registerschieber 7 weist einen Kopf 8 und einen Schaft 9 auf, der in einer Büchse 10 geführt wird. In den Querverbindungen 11 zwischen der Eingangsleitung 2 und den beiden Ausgangsleitungen 3 befinden sich je mit einer Feder 12 belastete Rückschlagventile 13, die jeweils unter Abnahme der rückwärtigen Eckscheibe 14 eingebaut werden können.

Der in F i g. 3 wiedergegebene Steuerschieber 20 ist kolbenartig ausgebildet, wovon der schwächere Schaft 21 in drei Dichtringen 22 axial geführt ist Der Schaft 21 ist mit einer Ringnut 23 versehen, die in der entsprechenden Stellung die ankommenden und abgehenden Steuerleitungen 24a, 246 verbindet Ein solchermaßen geschalteter Steuerschieber 20 ist dazu ausersehen,

ίο einen auf die Fläche des Kolbens 25 einwirkenden Luftimpuls in einen permanenten Luftstrom zu verwandeln. In F i g. 4 ist mit der Ziffer 51 eine Schaltanlage bezeichnet, in der 53 offene und 52 geschlossene Registerschieber die Wege für die Steuerluft bestimmen. An die

»5 Servoventile 54,55 ist über die Leitung 56 ein Druckzylinder 57 angeschlossen, dessen Kolben 58 den Vorschub des Materials, das in einem Magazin 59 lagert, übernimmt. Die Stange 60 des Kolbens 58 weist außerdem einen Anschlag 61 auf. Der eigentliche Arbeitszy-

ao linder 62 erhält seine Arbeitsluft über die Leitung 63, die an die Servoventile 64,65 angeschlossen sind. Auch der Kolben 66 des Arbeitszylinders 62 besitzt einen Anschlag 67. Die Steuerleitungen 68 verbinden die Eingangsventile 69, 70, 71, 72 mit den Endschalterventilen

»5 73, 74, 75, 76. Mit dem mit entsprechendem Steuerschieber versehenen Eckventil 77 sind über die Leitung 78 manuell zu betätigende Ventile 79,80 verbunden.

Die Funktion der beschriebenen Steueranlage an einer Tiefziehpresse ist wie folgt: Beim Zurückgehen des Kolbens 58 im Vorschubzylinder 57 betätigt der Anschlag 61 das Endschalterventil 73, und die Steuerluft wird durch das Eingangsventil 72 freigegeben. Dadurch öffnet das Servoventil 65, und Druckluft strömt in den Arbeitszylinder 62. Der Kolben 66 bewegt sich nach unten. Durch den Anschlag 67 wird am Ende dieser Bewegung das Endschalterventil 75 betätigt Die über das Eingangsventil 71 einströmende Steuerluft öffnet das Servoventil 64, und der Kolben 66 des Arbeitszylinders 62 bewegt sich wieder nach oben. Hierbei wird das Endschalterventil 76 geöffnet Steuerluft strömt über das Eingangsventil 70 und öffnet das Servoventil 54, wobei der Kolben 58 des Vorschubzylinders 57 sich nach vorn bewegt und ein Materialteil aus dem Magazin 59 entnimmt. Gleichzeitig wird auch das Endschalterventil 74 betätigt und über das Eingangsventil 69 ausgelöst, öffnet das Servoventil 53, und der Kolben 58 des Vorschubzylinders 57 bewegt sich in seine Ausgangslage zurück.
Mittels der Handventile 79 und 80 werden in dem Eckventil 77 entsprechende Steuerglieder betätigt, so daß die Druckluft die Steuerleitungen 68 anfüllt und die Presse zu arbeiten beginnt oder stillgesetzt wird

An Stelle der in den Zeichnungen dargestellten mit blockförmigem Gehäuse ausgebildeten Ausführungs-

formen kann die erfindungsgemäße Steueranlage auch aus unter einander einheitlichen serienmäßig gefertigten Ventilen, gegebenenfalls mit kurzen Rohrverbindungen, bestehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Pneumatische Steueranlage zum programmierten Steuern von Arbeite- und Schaltvorgängen mit sich registerartig kreuzenden, an den Kreuzungspunkten über verschließbare Querverbindungen verbundenen Eingangs- und Ausgangsleitungen, wobei die Eingangsleitungen über Eingangsventile an Steuerluft angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß an den Kreuzungspunkten (A) einstellbare Registerschieber (7) zum wahlweisen öffnen oder Schließen der Querverbindungen (11) und in diesen die Rückströmung der Steuerluft sperrende Rückschlagventile (13) ungeordnet sind.

2. Steueranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsventile (4) mit wechselseitig beaufschlagbaren Stellgliedern, z. B. Steuerschiebern (20), versehen sind, die bei ankommenden Luft-Impulsen Sekundär-Steuerluft (24a) als Dauerstrom freigeben.