DE1650450B1 - Zeitglied fuer pneumatische drucksignale - Google Patents

Description

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Bei der pneumatischen Steuerung stellt sich oft Durch die Erfindung werden die Nachteile der be-

das Problem, daß ein pneumatisches Drucksignal, kannten pneumatisch arbeitenden Zeitglieder mit

das ein Ventil betätigt, nicht sofort, sondern nach Behälterfüllung oder mit geschwindigkeitsregulierten

einer bestimmten Zeit erst weitergeleitet werden soll. Betätigungszylindern vermieden und ein wesentlich

Die Verzögerungszeit muß in den meisten Fällen 5 einfacherer Aufbau erreicht als bei den Zeitgliedern

zudem einstellbar sein. Umgekehrt tritt auch die mit elektrischer Zeitsteuerung oder Steuerung durch

Aufgabe auf, ein pneumatisches Signal nur eine pneumatische Impulse,

vorbestimmte Zeit bestehen zu lassen. Die Erfindung geht aus von einem Zeitglied für

Bei bekannten Zeitgliedern für pneumatische Si- pneumatische Drucksignale, das ein Ventil für die gnale wird die Zeitsteuerung dadurch erreicht, daß io Weiterleitung eines Signals eine vorgegebene Zeitin die Steuerleitung ein Drosselrückschlagventil ein- spanne nach dem Auftreten des Signals betätigt,
gebaut wird. Dadurch kann sich der Druck nach Sie ist gekennzeichnet durch einen pneumatischen der Drossel nur langsam aufbauen und eine dahinter Motor, der von dem pneumatischen Signal angeangeschlossene pneumatisch betätigte Einrichtung er- trieben wird und die Antriebskraft für die Bewegung hält den für die Auslösung maßgebenden Druck 15 eines Nockens liefert und eine Unruhe, welche die verzögert. Mit diesem Prinzip können nur kurze Bewegung des vom pneumatischen Motor freigege-Verzögerungszeiten erreicht werden. Für längere benen Nockens auf eine konstante Geschwindigkeit Verzögerungszeiten wird hinter der Drossel ein Be- hemmt, welcher Nocken gegenüber der Betätigungshälter eingebaut. Hiermit können bereits Verzöge- einrichtung für das Ventil zur Weiterleitung des rungszeiten bis etwa zwei Minuten erreicht werden. 20 pneumatischen Signals auf einer Bahn bewegbar ist Die erreichbare Reproduzierbarkeit der Verzöge- und bei einer vorgegebenen Stelle die Betätigung rungszeit ist aber bei solchen Einrichtungen nicht des Ventils auslöst, und eine Rückstellkraft, die auf groß, vor allem, wenn es sich um längere Zeiten den Nocken wirkt und diesen nach Verschwinden handelt. des pneumatischen Signals in die Ausgangslage

Um eine genaue Einhaltung der Zeitverzögerung 25 zurückbewegt.

zu erhalten, wird deshalb auch zwischen dem Behäl- Es ergibt sich dadurch ein sehr einfacher Aufbau

ter und der zu steuernden Einrichtung ein Über- bei Wegfall jeder fremden Energiequelle und hohe

druckventil eingebaut. Dadurch können sich die Genauigkeit bei in weiten Bereichen einstellbarer

unterschiedlichen Reibungsverhältnisse der Steuer- Zeitverzögerung.

schieber der umzuschaltenden Einrichtung nicht 30 Um die Antriebskraft für die Unruhe unabhängig

mehr auswirken, jedoch ist auch hier die Verzöge- von der Druckhöhe des pneumatischen Signals zu

rungszeit und ihre Reproduzierbarkeit begrenzt. machen, wird bei einer Ausgestaltung der Erfindung

Verzögerungen lassen sich auch mit Zylinderzeit- das Zeitglied durch einen Federspeicher angetrieben,

gliedern erreichen. Hier betätigt ein verzögert aus- für den der pneumatische Motor die Aufzugsenergie

fahrender Zylinder direkt die zu steuernde Einrich- 35 liefert und dessen Einwirkung durch den pneumati-

tung. Wird ein einfach wirkender Zylinder mit Feder- sehen Motor und eine Arretiereinrichtung ausgelöst

rückstellung verwendet, wird die Geschwindigkeit wird.

der Zugluft geregelt. Bei doppelt wirkenden Zylin- In einer speziellen Ausbildung ist eine Steuer-

dern wird die Geschwindigkeit durch die Abluft scheibe vorgesehen, die einen Ausschnitt aufweist,

geregelt oder die Zuluft, wenn mit einem regel- 40 in dem ein Stift als Arretiereinrichtung läuft. Dieser

baren Gegendruck gearbeitet wird. Die höchste wird von dem pneumatischen Motor bewegt. Die

Genauigkeit läßt sich erreichen, wenn mit einer Steuerscheibe weist weiterhin den Nocken auf, dem

hydraulischen Vorlage gearbeitet wird, d. h. also ein Betätigungsglied des Ventils einstellbar gegen-

Ölbremse des Betätigungszylinders. Auch hier be- überliegt.

stehen Einschränkungen in bezug auf Verzögerungs- 45 Die Betätigung des Ventils erfolgt mit besonderem

zeit und Reproduzierbarkeit. Vorteil auf pneumatischem Wege und der Druck

Wenn vor allem längere und genauere Verzöge- zur Betätigung wird von dem pneumatischen Einrungszeiten gefordert werden, kann mit den oben gangssignal dadurch geliefert, daß es über eine Drosbeschriebenen bekannten Systemen nicht mehr ge- sei einer Düse zugeführt ist, die durch den als arbeitet werden. Ein Weg, der dann beschritten wird, 50 Prallplatte ausgebildeten Nocken in der Betätigungsist die Verzögerung über elektrische Zeitwerke ein- stellung geschlossen wird. Die Druckableitung für zuführen. Das ankommende pneumatische Signal die Ventilbetätigung wird dann zwischen Drossel geht dann über einen elektrischen Schalter. Dieser und Düse abgenommen.

schaltet das elektrisch arbeitende Zeitwerk ein und Die Aufladung des Federspeichers erfolgt bei einer

betätigt nach abgelaufener Zeit ein Elektromagnet- 55 solchen Einrichtung in besonders günstiger Weise

ventil. Eine solche Zeitsteuerung ist jedoch sehr auf- dadurch, daß ein Kolben des pneumatischen Motors

wendig. für die Bewegung des Stiftes der Steuerscheibe gegen

Ebenfalls sehr aufwendig ist eine andere auf dem eine Federkraft wirkt, welche ihn und damit die

Markt befindliche Einrichtung, bei der pneumatische Steuerscheibe nach Aufhören des pneumatischen

Impulse konstanter Frequenz erzeugt werden, die 60 Signals in die Ausgangsstellung zurückbewegt, wobei

einen pneumatischen Vorwahlzähler beaufschlagen, die Rückbewegung zugleich den Aufzug des Feder-

der von der vorgewählten Zahl aus rückwärts zählt Speichers des Zeitwerkes bewirkt. Dadurch wird er-

und in der Nullstellung ein Ventil betätigt. Die reicht, daß jedesmal nach Aufhören des pneumati-

pneumatischen Impulse werden durch ein mecha- sehen Signals selbsttätig der Federspeicher des Zeit-

nisches Schwingungssystem (Unruhe) geliefert, das 65 werkes aufgezogen wird und dann für das nächste

eine Prallplatte zur Impulssteuerung aufweist und Signal arbeitsbereit ist.

unmittelbar durch einen ausströmenden Luftstrom Weiter kann zwischen dem Federspeicher und der

angetrieben wird. Unruhe eine Freilaufkupplung eingeschaltet sein, die

die Spannbewegung des Federspeichers gegenüber der Unruhe freigibt.

Zeitglieder mit einer Unruhe für pneumatische Ventile, Steuerscheiben, pneumatische Antriebe für drehbare Scheiben sowie Steuerventile in Form von Düsen und Prallplatten sind an sich bekannt.

Die Erfindung sei an Hand der Figuren für ein Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung des Aufbaues.

Die Steuerscheibe ist mit 1 bezeichnet. Diese Steuerscheibe wird durch einen Federspeicher angetrieben und dabei durch eine Unruhe auf eine konstante Drehgeschwindigkeit gehemmt. In der Ruhelage, also vor Eintreffen eines pneumatischen Eingangssignals, ist die Steuerscheibe 1 dadurch arretiert, daß sich in ihrem kreissektorförmigen Ausschnitt 2 ein Stift 3, der auf einem frei um die Achse der Steuerscheibe 1 drehbaren Hebel 4 sitzt, gegen den rechten Rand des Ausschnittes 2 legt und so die Steuerscheibe, welche sich in Pfeilrichtung entgegen dem Uhrzeigersinn bewegen will, festhält. Der Hebel 4 wird wiederum gehalten durch die entsprechend dimensionierte Feder 5, welche den im Zylinder 6 gleitenden Kolben 7 nach rechts drückt und über die Stange 8 den Hebel 4 nach rechts zieht. Wird nun dem Eingang 9 das pneumatische Signal, das sich in einem Druckbereich von 2 bis 8 atü bewegen kann, zugeführt, so wirkt dieses im Zylinder 6 auf den Kolben 7, und die Stange 8 wird nach links bewegt und gibt damit die Drehung der Steuerscheibe 4 durch den Federspeicher frei, indem der Stift 3 im Ausschnitt 2 nach links gleitet.

Der bei 9 zugeleitete Eingangsdruck ist weiter über eine Drossel 11 dem Ventil 10 zugeführt und der Düse 12. Eine pneumatische Betätigungsvorrichtung 13 für das Ventil 10 ist zwischen der Drossel 11 und der Düse 12 an deren Verbindungsleitung angeschlossen. Solange die Düse 12 geöffnet ist, liegt der Druck an der pneumatischen Betätigungsvorrichtung 13 für das Ventil 10 so niedrig, daß dieses in einer Stellung verbleibt, welche die Weiterleitung des bei 9 zugeführten Eingangssignals verhindert, welche also die Zuleitung bei 14 absperrt.

Auf der Steuerscheibe 1 befindet sich nun weiter ein Nocken oder eine Platte 15, die jetzt durch die Bewegung des Zeitwerkes der Düse 12 genähert wird und dieser gegenüber wie eine Prallplatte zur Wirkung kommt, d. h. nach Ablauf einer bestimmten Zeit schließt die Platte 15 die Düse 12 und damit steigt der Druck in der Vorrichtung 13 so an, daß das Ventil 10 umgeschaltet wird und nunmehr der Durchgang von der Leitung 14 zur Ausgangsleitung 16, durch die das pneumatische Signal weitergeführt werden soll, freigegeben wird.

Dabei kann die Zeitspanne, nach welcher diese Weiterleitung erfolgt, durch Änderung des Abstandes zwischen der Düse 12 und der Platte 15 verändert werden, was entweder dadurch geschieht, daß die Platte 15 auf der Steuerscheibe verschiebbar angeordnet ist oder aber, daß die Düse 12 auf einer Kreisbahn gegenüber der Platte 15 verstellt wird bei entsprechend beweglicher Druckverbindung.

Sobald das bei 9 zugeführte Eingangssignal verschwindet, stellt sich das Ventil 10 durch die eingebaute Feder 17 zurück und das Ausgangssignal verschwindet. Die Feder 5 drückt den Kolben zurück und dabei legt sich der Stift 3 gegen den Anschlag im Ausschnitt 2 der Steuerscheibe 1 an und dreht diese ebenfalls zurück.

Durch diese Zurückdrehung wird gleichzeitig der Aufzug des Federspeichers für die Drehung der Steuerscheibe 1 bewirkt.

Es ist möglich, die Betätigung des Ventils 10 auch rein mechanisch vorzunehmen, indem die Platte 15 als Betätigungsglied zur mechanischen Betätigung des Ventils ausgebildet ist. Die pneumatische Betätigung wird jedoch vorgezogen. Ebenso ist es möglich, den Aufzug des Federspeichers nicht durch die Rückbewegung des Kolbens 7 durchzuführen, sondern durch ein besonders zusammen mit dem Ventil 10 gesteuertes Ventil über einen getrennten Kolben. In bezug auf den Aufwand ist aber die dargestellte Ausführungsform die vorteilhafteste.

Soll nun umgekehrt das pneumatische Signal nach einer bestimmten Zeit zum Verschwinden gebracht werden, so wird das Ventil 10 so eingerichtet, daß es bei Betätigung durch die Steuereinrichtung von Durchlaß auf Sperrung umschaltet.

Die Fig. 2, 3, 4 und 5 zeigen den konstruktiven Aufbau eines Zeitgliedes nach der Erfindung.

Fig. 2 bringt eine Seitenansicht,

F i g. 3 eine Ansicht von oben,

Fig. 4 zeigt einen Schnitt gemäß Linie A-A in Fig. 2,

Fig. 5 einen Schnitt gemäß Linie B-B in Fig. 2.

Es sind die Bezugszeichen der Fig. 1 für die gleichen Teile verwendet. In Fig. 4 ist oben rechts die Steuerscheibe 1 zu erkennen. Der Stift 3 kann sich in der Ausnehmung 2 dieser Steuerscheibe bewegen. Er wird nicht, wie in Fig. 1 dargestellt, durch einen Hebel geführt, sondern unmittelbar durch die Stange 8, welche durch den im Zylinder 6 gleitenden Kolben 7 bewegt wird. Die Rückholfeder 5 für den Kolben 7 sitzt auf der äußeren Seite der oberen Platine (Fig. 3) und greift am Stift3 an, der durch einen Schlitz 18 durch die obere Platine hindurchgeführt ist. Ein feststehender Stift 19 (F i g. 4) gleitet in einer weiteren kreisförmigen Ausnehmung 20 der Steuerscheibe 1 und dient zur Begrenzung der Bewegung der Steuerscheibe 1. Die Steuerscheibe trägt weiterhin die Prallplatte 15, welche mit der Düse 12 zusammenarbeitet.

Um die gewünschte Verzögerungszeit einzustellen, ist die Düse 12 gegenüber der Prallplatte 15 verstellbar angeordnet. Hierzu ist sie auf dem drehbaren Zahnradsegment21 befestigt (Fig. 3). Der Zahnkranz dieses Segmentes wird über ein Ritzel 22 durch den an der Außenseite des Gerätes befestigten Einstellknopf 23 gedreht. An einer mit dem Knopf verbundenen Skala kann die eingestellte Verzögerungszeit abgelesen werden. Der Federspeicher zur Drehung der Steuerscheibe 1 ist die Zugfeder 26, die mit dem freien Ende an der Steuerscheibe 1 angreift. Auf die Unruhe 25 wirkt die Steuerscheibe 1 über das auf einer Achse angeordnete Zahnsegment 28 und das Räderwerk 29. Um die Aufzugsbewegung zu ermöglichen, ist zwischen dem Zahnsegment 28 und dem Räderwerk 29 eine Freilauf kupplung 27 eingeschaltet. Diese Freilaufkupplung stellt nach dem Spannen der Feder 26 für die Rückbewegung der Prallplatte 15 auf die Düse 12 hin die Verbindung zur Unruhe 25 her.

Die Achse, welche die Steuerscheibe 1 trägt, ist über die obere Platine hinaus verlängert und auf ihr sitzt eine Scheibe38 mit einer Skala (Fig. 3).

Außerdem sitzt auf dem Zahnradsegment 21, welches die Düse 12 trägt, ein Zeiger 39, der durch einen sektorförmigen Ausschnitt in der oberen Platine bis in Höhe der Scheibe 38 ragt. Es kann dadurch an der Skala auf der Scheibe 38 die Lage der Düse 12 gegenüber der Prallplatte 15 und damit die abgelaufene Zeit bzw. die Zeit bis zum Umschalten des pneumatischen Signals abgelesen werden.

Das Ventil 10 (Fig. 4), welches die Steuerung des pneumatischen Signals durchführt, enthält einen gegen die Feder 17 wirkenden Steuerkolben 30, der gleichzeitig sämtliche Steuerfunktionen durchführt. Hierzu ist der pneumatische Eingang 9 der Einrichtung zunächst über die Bohrung 31 mit einer in den Kolben eingearbeiteten Ringnut 32 verbunden. Die Ringnut 32 steht über die enge Bohrung 11, welche die Drossel zwischen dem Eingang 9 und der Düse 12 (Fig. 1) darstellt, mit einer Bohrung 33 im Innern des Kolbens 30 in Verbindung, die wiederum durch eine Öffnung 34 mit der Düse 12 verbunden ist. Durch das Schließen der Düse 12 wird innerhalb der Bohrung 33 der gesamte Druck des pneumatischen Signals wirksam und dadurch der Kolben 30 nach rechts gegen die Wirkung der Feder 17 bewegt. Die Ringnut 32 kommt in eine solche Lage, daß jetzt das Eingangssignal über die Bohrung 35 zum Ausgang 16 weitergeleitet wird. In der in Fig. 4 dargestellten Stellung, bei der die Verbindung zum Ausgang nicht besteht, ist der Ausgang über die Bohrung 36 über die Ringnut 37 im Kolben 30 mit der Außenluft verbunden.

Abschließend sei noch einmal die Wirkungsweise der Einrichtung an Hand der Ausführungsform gemäß Fig. 2 bis 5 erläutert. In diesen Figuren ist der Zustand dargestellt, wenn kein Signal am Eingang 9 anliegt. Die Feder 5 hat über den Stift 3 und die Stange 8 den Kolben 7 im Zylinder 6 nach links in die Ausgangslage bewegt. Dabei ist die Steuerscheibe 1 ebenfalls in ihre Ausgangslage gebracht worden und sie hat dabei die Feder 26, die im Vergleich zur Feder 5 entsprechend dimensioniert ist, gespannt. Diese Spannbewegung ist dadurch ermöglicht, daß die Freilaufkupplung 27 eine Drehung der Steuerscheibe 1 in Spannrichtung zuläßt, ohne Rückwirkung auf das Räderwerk 29 und der ihm nachgeschalteten Unruhe 25. Das Ventil 10 befindet sich in einer solchen Stellung, daß der Ausgang 16 über die Bohrung 36 mit der Außenluft verbunden ist und zwischen dem Eingang 9 und der Düse 12 die Drosseln eingeschaltet ist. Wird dem Zeitglied jetzt ein pneumatisches Signal 9 zugeleitet, so wird dieses zunächst auf den Kolben 7, welcher die Stange 8 und den Querstift 3 nach rechts bewegt. Die Steuerscheibe 1 wird freigegeben und bewegt sich unter der Wirkung des Federspeichers 26 im Uhrzeigersinn. Die Geschwindigkeit dieser Bewegung ist durch die Unruhe 25, welche über die Freilaufkupplung 27 und das Räderwerk 29 angetrieben wird, gegeben. Das Ventil 10 bleibt in der dargestellten Lage, weil die über die Drosseln in die Bohrung 33 des Ventilkolbens eintretende Luft durch die Düse 12 ungehindert abströmen kann. Nach einer Zeitspanne, die durch die Lage der Düse 12 gegenüber der Prallplatte 15 auf der Steuerscheibe 1 gegeben ist und die durch Drehung des Knopfes 23 einstellbar ist, schließt die Prallplatte 15 die Düse 12. Es baut sich nunmehr in der Kammer 33 durch die einströmende Luft ein Druck auf, welcher den Kolben entgegen der Wirkung der Feder 17 nach rechts verschiebt. Dadurch stellt die Ringnut 32 eine Verbindung zwischen Bohrung 31 und Bohrung 35 her, und das bei 9 zugeführte Signal wird nach einer durch den Einstellknopf 23 eingestellten Zeitspanne zum Ausgang 16 weitergeleitet. Dabei kann die Stellung der Düse 12 gegenüber der Prallplatte 15 an einer Skala, welche sich auf der Scheibe 38 befindet, welche mit der Steuerscheibe 1 fest verbunden ist und den Zeiger 39, welcher mit dem Zahnradsegment 21 verbunden ist, auf welcher sich die Düse 12 befindet, abgelesen werden.

Beim Verschwinden des pneumatischen Signals 9 wird sowohl der Kolben 7 des Zylinders 6 durch die Feder 5 als auch der Kolben 30 des Ventils 10 durch die Feder 17 in die Ausgangslage zurückbewegt. Der Ausgang 16 wird dadurch über die Bohrung 36 und die Ringnut 37 mit der Außenluft verbunden und die Steuerscheibe 1 in die Ausgangslage zurückgedreht. Dabei wird die Feder 26, die entsprechend gegenüber der Feder 5 dimensioniert ist, gespannt. Diese Aufzugsbewegung wird ohne Beeinflussung durch die Unruhe 25 durch die Freilaufkupplung 27 ermöglicht. Die Einrichtung ist für den nächsten Ablauf bereit.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Zeitglied für pneumatische Drucksignale, das ein Ventil für die Weiterleitung eines Signals eine vorgegebene Zeitspanne nach dem Auftreten des Signals betätigt, gekennzeichnet durch einen pneumatischen Motor (6, 7), der von dem pneumatischen Signal angetrieben wird und die Antriebskraft für die Bewegung eines Nockens (15) liefert und eine Unruhe (25), welche die Bewegung des vom pneumatischen Motor (6, 7) freigegebenen Nockens (15) auf eine konstante Geschwindigkeit hemmt, welcher Nokken (15) gegenüber der Betätigungseinrichtung (12) für das Ventil (10) zur Weiterleitung des pneumatischen Signals auf einer Bahn bewegbar ist und bei einer vorgegebenen Stelle die Betätigung des Ventils (10) auslöst, und eine Rückstellkraft (5), die auf den Nocken (15) wirkt und diesen nach Verschwinden des pneumatischen Signals in die Ausgangslage zurückbewegt.

2. Zeitglied nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Federspeicher (26), der seine Aufzugsbewegung vom pneumatischen Motor (6, 7) erhält und der den Nocken (15) bewegt, und eine Arretiereinrichtung (3) für den Federspeicher (26), die durch den pneumatischen Motor (6, 7) ausgelöst wird und die Übertragung der Federkraft auf den durch die Unruhe (25) gehemmten Nocken (15) freigibt.

3. Zeitglied nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (15) auf einer drehbaren Steuerscheibe (1) angeordnet ist, die einen Ausschnitt (2) aufweist, in dem ein Stift (3) läuft, der von dem pneumatischen Motor (6,7) bewegt wird, und daß ein Betätigungsglied (12) für das Ventil (10) gegenüber der Bewegungsbahn des Nockens (15) einstellbar angeordnet ist.

4. Zeitglied nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung des Ventils (10) auf pneumatischem Wege erfolgt und der Druck zur Betätigung von dem pneumatischen Signal dadurch geliefert wird, daß es über eine Drossel (11) einer Düse (12) zugeführt

ist, die durch den von der Steuerscheibe (1) bewegten als Prallplatte ausgebildeten Nocken (15) in der Betätigungsstellung geschlossen wird und die Druckableitung für die Ventilbetätigung zwischen Drossel (11) und Düse (12) abgenommen ist.

5. Zeitglied nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kolben (7) des pneumatischen Motors (6,7) für die Bewegung des Stiftes (3) der Steuerscheibe (1) gegen eine Federkraft (5) wirkt, die ihn und damit die Steuer-

scheibe (1) nach Aufhören des pneumatischen Si gnals in die Ausgangsstellung zurückbewegt un< daß die Rückbewegung zugleich den Aufzug de Federspeichers (26) für den Antrieb der Steuer scheibe (1) bewirkt.

6. Zeitglied nach einem der Ansprüche 2 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Federspeicher (26) und der Unruhe (25) eini Freilaufkupplung (27) eingeschaltet ist, welchi die Spannbewegung des Federspeichers (26) ge genüber der Unruhe (25) freigibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen COPY

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