DE1650450C - Zeitghed fur pneumatische Drucksi gnale - Google Patents

Description

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 geschwindigkeiisregulierten

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

Die Verzögerungszeit muß in den meisten Fällen 5 einfac'ierer ALfbau 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 ;;u lassen. Die Erfindung geht aus von einem Zeitglied für

Bei bekannten Zergliedern für pneumatische Si- pneumatische Drucksignale, das ein Ventil für die gnale wird die Zeitsteuerung dadurch erreicht, daß io Weiterleitung einer Signals eine vorgegebene Zeilin 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 auftiauen 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 liefen und eine Unruhe, welche die verzögert. Mit diesem Prinzip können nur kurze Bewegung des vom pneumatischen Motor freigege-Verzögerungs^eiten 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, ao 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 35 zurückbewegt.

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

ter und der ; < 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 umzuschaite/iden 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 Reproduziefbarkeit 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-

lung. 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 Zyan- 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-

Olbremse des Betätigungszylinders. Auch hier be- Uberliegt.

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

zeit und Reproduzierbarkeit. Vorteil auf preutnatischem 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 beschriften wirci, 50 Prallplatte ausgebildeten Nocken in der Betätigungsist die Verzögerung über elektrische Zeitwerke ein- stellung geschlossen wird. Die Druckableitung für iuführen. Das ankommende pneumatische Signal die Ventilbetätigung wird dann zwischen Drossel geht dann über einen elektrischen Schalter. Dieser und Düse abgenommen.

!ehaltet 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. F.ine 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 Hinrichtung, 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-

nisthes Schwingungssystem (Unruhe) geliefert, das 6j werkcs 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

Mi.vctrichcn wird Unruhe eine Freilaufkupplung eingeschaltet sein, die

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{lie Spannbewegung des Federspeichers gegenüber im Ausschnitt 2 der Steuerscheibe 1 an und droht

|ler Unruhe freigibt. diese ebenfalls zurück.

Zeitglieder mit einer Unruhe für pneumatische Durch diese Zurückdrehung wird gleichzeitig der Ventile, Steuerscheiben, pneumatische Antriebe für Aufzug des Federspeichers für die Drehung der

drehbare Scheiben sowie Steuerventile in Form von 5 Steuerscheibe I bewirkt.

Püsen und Prallplatten sind an sich bekannt. Es ist möglich, die Betätigung des Ventils lü auch DL* Erfindung sei an Hand der Figuren für ein rein mechanisch vorzunehmen, indem die Platte 15 Ausführungsbeispiel näher erläutert. als Betätigungsglied zur mechanischen Betätigung

rig. 1 zeigt eine schematische Darstellung des des Ventils ausgebildet ist. Die pneumatische BeAufbaues. _l0 tätigung wird jedoch vorgezogen. Ebenso ist es mög-

Die Steuerscheibe ist mit 1 bezeichnet. Diese Hch, den Aufzug des Federspeichers nicht durch Steuerscheibe wird durch einen Federspeicher an- die Rückbewegung des Kolbens 7 durchzuführen,

getrieben und dabei durch eine Unruhe auf eine sondern durch ein besonders zusammen mit dem

Konstante Drehgeschwindigkeit gehemmt. In der Ventil 10 gesteuertes Ventil über einen getrennten Ruhelage, also vor Eintreffen eines pneumatischen 15 Kolben. In bezug auf der. Aufwand ist aber die Eingangssignals, ist die Steuerscheibe 1 dadurch dargestellte Ausführungsform die vorteilhafteste,

arretiert, daß sich in ihrem kreissektoriörmigen Soll nun umgekehrt das pneumatische Signal nach

Ausschnitt 2 ein Stift 3, der auf einem frei um die einer bestimmten Zeil zum Verschwinden gebracht Achse der Steuerscheibe 1 drehbaren Hebel 4 sitzt, werden, so wird das Ventil 10 so eingerichtet, daß

gegen den rechten Rand des Ausschnittes 2 legt ao es bei Betätigung durch die Steuereinrichtung von

und so die Steuerscheibe, welche sich in Pfeilrichtung Durchlaß auf Sperrung umschaltet,

entgegen dem Uhrzeigersinn bewegen will, festhält. Die Fig. 2, 3, 4 und 5 zeigen den konstruktiven

Der Hebel 4 wird wiederum gehalten durch die Aufbau eines Zeitgüedes nach der Erfindung,

entsprechend dimensionierte Feder 5, welche den im F i g. 2 bringt eine Seitenansicht,

Zylinder 6 gleitenden Kolben 7 nach rechts drückt »5 Fig. 3 eine Ansicht von oben,

und über die Stange 8 den Hebel 4 nach rechts zieht. Fig. 4 zeigt einen Schnitt gemäß Linie A-A in

Wird nun dem Eingang9 das pneumatische Signal, Fig. 2,

das sich in einem Druckbereich von 2 bis 8 atü Fig. 5 einen Schnitt gemäß Linie B-B in Fig. 2.

bewegen kann, zugeführt, so wirkt dieses im Zylin- Es sind die Bezugszeichen der Fig. 1 für die

der 6 auf den Kolben 7, und die Stange 8 wird nach 30 gleichen Teile verwendet. In F i g. 4 ist oben rechts

links bewegt und gibt damit die Drehung der die Steuerscheibe 1 zu erkennen. Der Stift 3 kann

Stei'erscheibe 4 durch den Federspeicher frei, indem sich in der Ausnehmung 2 dieser Steuerscheibe be-

der Stift 3 im Ausschnitt 2 nach links gleitet. wegen. Er wird nicht, wie in Fig. 1 dargestellt,

Der bei 9 zugeleitete Eingangsdruck ist weiter durch einen Hebel geführt, sondern unmittelbai über eine Drossel 11 dem Ventil 10 zugeführt und 35 durch die Stange 8, weiche durch den im Zylinder ί de- Düse 12. Eine pneumatische Betätigungsvorrich- gleitenden Kolben 7 bewegt wird. Die Rückholtung 13 für das Ventil 10 ist zwischen der Drossel 11 feder 5 für den Kolben 7 sitzt auf der äußeren Seite und der Düse 12 an deren Verbindungsleitung ange- der oberen Piatine (F i g. 3) und greift am Stift 3 schlossen. Solange die Düse 12 geöffnet ist, liegt der an, der durch einen Schlitz 18 durch die obere Pia-Druck an der pneumatischen Betätigungsvorrichtung 40 tine hindurchgeführt ist. Ein feststehender Stift Ii 13 für das Ventil 10 so niedrig, daß dieses in einer (Fig. 4) gleite; Ui einer weiteren kreisförmigen Aus-Stellung verbleibt, welche die Weiterleitung des bei 9 nehmung 20 der Steuerscheibe 1 und dient zur Bezugeführten Eingangssignals verhindert, welche also grenzung der Bewegung der Steuerscheibe 1. Die die Zuleitung bei 14 absperrt. Steuerscheibe trägt weiterhin die Prallplatte 15

Auf der Steuerscheibe 1 befindet sich nun weiter 45 welche mit der Düse 12 zusammenarbeitet,

ein Nocken oder eine Platte 15, die jetzt durch die (Jm die gewünschte Verzögerungszeit einzustellen

Bewegung des Zeitwerkes der Düse 12 genähert ist die Düse 12 gegenüber der Prallplatte 15 verstell

wird und dieser gegenüber wie eine Prallplatte zur bar angeordnet. Hierzu ist sie auf orem drehbarer

Wirkung kommt, d. h. nach Ablauf einer bestirnmt.n Zahnradsegment 21 befestigt (F i g. 3). Der Zahn Zeit schließt die Platte 15 die Düse 12 und damit 50 kranz dieses Segmentes wird über ein Ritzel 22 durcl

steigt der Druck in der Vorrichtung 13 so an, daß den au der Außenseite des Gerätes befestigten Ein

das Ventil lü umgeschaltet wird und nunmehr der stellknopf23 gedreht. An einer mit dein Knopf ver

Durchgang von der Leitung 14 zur Ausgangsleitung bundenen Skala kann die eingestellte Verzögerungs

16, durch die das pneumatische Signal weitergeführt zeit abgelesen werden. Der Federspeicher zu

werden soll, freigegeben wird. 55 Drehung der Steuerscheibe 1 ist die Zugfeder 26, dii

Dabei kann die Zeitspanne, nach welcher diese mit dem freien Ende an der Steuerscheibe 1 angreift Weiterleitung erfolgt, durch Änderung des Ab'tandes Auf die Unruhe 25 wirkt div :iteuerscheibe 1 übe

zwischen der Düse 12 und der Platte 15 verändert das auf einer Achse angeordnete Zahnsegment 21

werden, was entweder dadurch geschieht, daß die und das Räderwerk 29. Um die Aufzugsbeveguni

Platte 15 auf der Steuerscheibe verschiebbar ange- 60 zu ermöglichen, ist zwischen dem Zahnsegment 21

ordnet ist oder aber, daß die Düse 12 auf einer und dem Räderwerk 29 eine Freilaufkupplung 2'

Kreisbahn gegenüber der Platte 15 verstellt wird bei eingeschaltet. Diese Freilaufkupplung stellt nacl

entsprechend beweglicher Druckverbindung. dem Spannen der Feder 26 für die Rückbewegunj

Sobald das bei 9 zugeführte Eingangssignal ver- der Prallplatte 15 auf die Düse 12 hin die Verbin

ichwindet, steMi sich das Ventil 10 durch die einge- 65 dung zur Unruhe 25 her.

baute Feder 17 zurück und das Ausgangssignal ver- Die Achse, welche die Steuerscheibe 1 trägt, is

schwindet. Die Feder 5 drückt den Kolben zurück über die obere Platine hinaus verlängert und au

und dabei legt sich der Stift 3 gegen den Anschlag ihr sitzt eine Scheibe 38 mit einer Skala (Fig 3)

Außerdem sitzt auf dem Zahnradsegment 21, welches clic Düse 12 trägt, ein Zeiger 39, der durch einen scktorförmigcn 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 durchfuhrt, enthält einen gegen die Feder 17 wirkenden Steuerkolben 30. der gleichzeitig sämtliche Steuerfunktionen durchfuhrt. 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 Bohrung33 im Innern des Kolbens 30 in Verbindung, die wiederum durch eine öffnung 34 mit der Düse 12 ao verbunden ist. Durch das Schließen der DUse 12 wird innerhalb der Bohrung 33 der gesamte Druck des pneumatischen Signals w^:rksam und dadurch der Kolben 30' nach rechts gegen die Wirkung der Feder 17 bewegt. Die Ringnut 32 kommt in eine »5 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 AusfUhrungsform 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 Drossel 11 eingeschaltet ist. Wird dem Zeitglicdl 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 Drossel 11 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 Prall platte 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 DUse 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), weiche 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 \ufzugsbewegung 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 einei drehbaren Steuerscheibe (1) angeordnet ist, dif 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 Bewegungs bahn des Nockens (15) einstellbar angeordnet ist

4. Zeitglied nach Anspruch 1. 2 oder 3, da durch gekennzeichnet, daß die Betätigung de Ventils (10) auf pneumatischem Wege erfolg und der Druck zur Betätigung von dem pneu matischen Signal dadurch geliefert wird, daß e über eine Drossel (11) einer Düse (12) zugeführ

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

5. Zeitgliod nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kolben (7) des pneumalischen Motors (6,7) für die Bewegung des Stiftes (3) der Steuerscheibe (1) gegen eine Feder- «o kraft (5) wirkt, die ihn und damit die Steuerscheibe (1) nach Aufhören des pneumatischen Signals in die Ausgangsstellung zuriickbewegt unc daß die Rückbewegung zugleich den Auf/.ug de; Federspeichers (26) für den Antrieb der Steuerscheibe (1) bewirkt.

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

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen }09 609 179