DE1650474A1 - Universal logic element mainly for pneumatic actuation - Google Patents
Universal logic element mainly for pneumatic actuationInfo
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- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15C—FLUID-CIRCUIT ELEMENTS PREDOMINANTLY USED FOR COMPUTING OR CONTROL PURPOSES
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Description
Dipl. Ing. Herbert Tischer
Büro München
München 2, Tal 71 Dipl. Ing. Herbert Tischer
Munich office
Munich 2, valley 71
IUGTAR TÜDOII&TTOS AKADtUlA AUTCMATIZILaSI KUiPATOIUGTAR TÜDOII & TTOS AKADtUlA AUTCMATIZILaSI KUiPATO
IBTfiZEI, Budapest (Ungarn)IBTfiZEI, Budapest (Hungary)
UUIYBRSELLES LOGISCHES T^fia
HAUPTSÄCHLICH ffÖR PNEUMATISCHE BEOI&PIGüBg UUIYBRSELLES LOGICAL T ^ fia
MAINLY FOR PNEUMATIC BEOI & PIGüBg
Gegenstand der Erfindung ist ein universelles logisches Element, hauptsächlich tür pneumatische Betätigung, geeignet für die Durchführung von verschiedenen, vielseitigen logischen Operationen, demnach vorteilhaft verwendbar, auch für den Aufbau logischer Systeme;The invention is a universal logic element, mainly door pneumatic actuator, suitable for performing various diverse logical operations, thus advantageously used, for the construction of logical systems;
Die systemtechnische inwendung der bekannten logischen Ifesbranelemente bei Lösung von Steueraufgaben ist verhältnismäßig schwerfällig und verwickelt, ferner ist die Junktionegfeechwindigkeit und Luftdurchlaßfähigkeit gewisser Grundbausteine stark begrenzt·The system-technical use of the known logical Ifesbran elements when solving control tasks is proportionate cumbersome and complicated, and the junction speed and air permeability are more certain Basic building blocks very limited
Den vorerwähnten gemäß ist das bekannte pneumati-According to the aforementioned, the well-known pneumatic
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sehe Dreimembran-Äeikontaktrelais, dessen Kontakte (Ventilsitze) bei Je einem Ende des das Membransystem verbindenden Gestänges liegen, einzeln nur füir die Durchführung von zweiparametrischen logischen Grundfunktionen (ODER, UHD, KEIN) geeignet. Das ist aus systemtechnischem Gesichtspunkte gesehen, im allgemeinen nicht vorteilhaft. Außerdem "benötigt ein ^edes Element bei Verwirklichung von verschiedenen logischen Punktionen nicht nur den dem "JA" Glied entsprechenden Vordruck, sondern auch den zwischen "JA" und "HEIH" Glieder fallenden Hilfsdruck, wodurch des Systembau kompliziert wird,see three-membrane Äeikontaktrelais, its contacts (valve seats) at each end of the membrane system connecting Rods, individually only for the implementation of two-parametric logical basic functions (OR, UHD, NONE). This is seen from a system-technical point of view, generally not beneficial. In addition, one element is required in the realization of various logical ones Punctures not only the form corresponding to the "YES" link, but also the one between "YES" and "HEIH" links falling auxiliary pressure, which complicates the system construction,
Das pneumatische Zweimembran-Zweikontaktrelais, dessen Kontakte sich innerhalb des Membransystems befinden, kann einzeln nur 1 Sbück dreiparametrische logische Uhiversalfanktion verwirklichen.The pneumatic two-membrane two-contact relay, the contacts of which are located within the membrane system, can individually only 1 piece three parametric logical universal fan realize.
Es sind Membranelemente bekannt, bei welchen die Schaltungen mit Hilfe aus membranangesteuerten pneumatischen Drosseln zusammengestellte» Druckverteiler vorgenommen werden· Die systemtechnische Behandlung ist bei diesen ziemlich schwerfällig, nachdem die Verwirklichung auch der einfachsten logischen !Funktionen mehrere: Elemente benötigt, ferner beinhalten die Elemente, somit auch die aus ihnen gebauten JEfcrsteme Drossel, wodurch die Funktionsgeschwindigkeit und die Luftdurchlaßfähigkeit stark begrenzt wird. Das universelle logische Element verfügt gemäß der Erfindung, nicht nur über alle günstigen Eigenschaften der bisher bekannten Elemente, es bietet auch eine systemtechnisch allgemeinere Verwendungsmöglichkeit an. Durch die zweckmäßige Wahl, der für das Funktionieren maßgebenden geometrischen DimensionenThere are membrane elements known in which the circuits with the help of membrane-controlled pneumatic Throttles compiled »pressure distributors are made · The system-technical treatment of these is rather cumbersome, after the implementation of even the simplest ones logical! functions several: elements required, also contain the elements, thus also the JEfcrsteme throttle built from them, which increases the functional speed and the air permeability is severely limited. According to the invention, the universal logical element does not have just about all the favorable properties of the previously known elements, it also offers a more general system technology Possible use. Through the appropriate choice of the geometrical dimensions that are decisive for the functioning
"2- 1098JO/0 3 53 w onmAL "2 - 1098JO / 0 3 53 w onmAL
kann nämlich erreicht werden, daß ein und dasselbe "Element für die Verwirklichung von 2 Stück, abweichenden systemtechnisch gut verwendbaren logischen dreiparametrischen Universalfunktionen, in gleicher Weise einem im logischen System oft vorkommenden bistabil Element· geeignet ist, wobei die Konstruktion des Aufbaues durchaus nicht komplizierter als die übliche ausfällt« Berücksichtigt man die vielseitige systemtechnische Verwendbarkeit "des universellen Elementes der Erfindung ferner, daß man bisher von den bekannten Elementen I zumindest zwei Stücke benötigt für den Aufbau eines bistabilen Elementes, liegt es auf der Hand, daß dieser, ςij. r~ " Elemententyp die Verwirklichung eines Systems für dieselbe Bestimmung mit bedeutend wenigeren Elementen vollbringen kannr wodurch die Verläßlichkeit und der Preis des Systems vorteilhaft beeinflußt wird.it can namely be achieved that one and the same "element is suitable for the implementation of two different, system-technically well usable logical three-parametric universal functions, in the same way a bistable element often occurring in the logical system, whereby the construction of the structure is by no means more complicated than the usual turns out "If one takes into account the versatile system-technical usability" of the universal element of the invention, furthermore that up to now at least two pieces of the known elements I were required for the construction of a bistable element, it is obvious that this, ς ij. r ~ "type elements to accomplish the implementation of a system for the same determination with significantly fewer elements r may whereby the reliability and the price of the system is advantageously influenced.
Den angeführten gemäß, bezieht sich die Erfindung auf ein solches logisches Element, in welchem durch 3 Stück in den Achsen fest verbundene, kraftbildende Raumteiler, ferner durch zwischen den äußersten und mittleren kraftbildenden Raumteilern angebrachte mit Durchlaßöffnung versehene je eine Scheidewand ein sechsteiliger Raum gebildet ist, ein äeder dieser ^eilräune verfügt ferner für die Verknüpfung mit Anrhlußöffnung oder Anschlußöffnung en. Für die Absperrung der durch die Scheidewände abgesonderten benachbarten Teilräume dienen zweckmäßiger W&ise Ventile derart, daß an den krsftbildenden Raumteilern, oder an den Verbindungsstangen derselben, gegenüber den um die Durchlaßöffnungen gebildeten Ventilsitzen Sehließbcusteine vorgesorgt wurden, Die kraf;According to the above, the invention relates to such a logical element, in which a six-part room is formed by 3 pieces firmly connected in the axes, force-generating room dividers, furthermore by a partition between the outermost and middle force-generating room dividers, each provided with a passage opening, One of these lines is also available for connection with connection openings or connection openings. Are used for the isolation of the secreted by the partitions adjacent partial spaces expediently W & ise valves such that the same, in relation to the formed around the through-openings valve seats Sehließbcusteine were made provisions to the krsftbildenden room dividers, or the connecting rods, the Kraf;
-3- 109820/0353 BAD ORIGINAL-3- 109820/0353 BAD ORIGINAL
"bildenden Raumteiler können beispielsweise Membrane, Kolben, Kugel oder irgendeine Kombination dieser sein. Die Schließventile können zwischen den Scheidewänden und dem mittleren kraftbildenden Raumteiler, oder zwischen den Scheidewänden und den beiden äußeren kraftbildenden, Raumteilern angebracht sein,"forming room dividers can, for example, membranes, pistons, Bullet or some combination of these. The closing valves can be between the partitions and the middle force-generating room divider, or between the partition walls and the two outer force-generating room dividers be,
Weitere Einzelheiten des erfindungsgeinäßen universellen logischen Elementes werden auf Grund von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung näher erläutert« Es zeigen: Further details of the universal logical element according to the invention are explained in more detail on the basis of exemplary embodiments with reference to the drawing.
Fig. 1 ein Außführungsbeispiel des logischen Elementes laut Erfindung, bei welchem die Schließventile zwischen den mittleren Membranen und den beiden Scheidewänden angebracht sind j 1 shows an exemplary embodiment of the logic element according to the invention, in which the closing valves are attached between the central membranes and the two partitions j
Fig. 2 ein anderes Ausführungsbeispiel, bei welchem die Schließventile zwischen den beiden äußeren Membranen und den ScheidewändenFig. 2 shows another embodiment in which the Closing valves between the two outer membranes and the partitions
Fig. 3 eine Schaltung des logischen Elementes die zur Verwirklichung der logis&hen Funktion χ = a b ο diente3 shows a circuit of the logic element which was used to implement the logic function χ = a b ο
Fig, 4 eine Schaltung die zur Verwirklichung der logischen Funktion χ = b (a+c) dient.4 shows a circuit which is used to implement the logical function χ = b (a + c).
Fig, 5 eine Schaltung die zur Verwirklichung eines bistabilen Elementes dient*Fig. 5 shows a circuit which is used to implement a bistable element *
Beispiel 1 (Fig. 1) Den innenraum des Hauses 1 teilt in seiner Mittelachse zunächst ein, mit Gestänge 2 fest verbundenes, aus Membranen 3, 4- und 5 bestehendes Membransystem, ferner die, zv/ischen den äußeren und mittleren Membranen untergebrachten Scheidewände 6 und 7 i& die mit Anschlußöffnungen 8, 9» 1Oy 11» 12 und 13 versehenen Räume 14, 15, 16,Example 1 (Fig. 1) divides the interior of house 1 in its central axis initially a membrane system that is firmly connected to rods 2 and consists of membranes 3, 4 and 5, furthermore the partitions 6 and 7 accommodated between the outer and middle membranes & those with connection openings 8, 9 »1Oy 11» 12 and 13 provided rooms 14, 15, 16,
-4 - 109820/0353-4 - 109820/0353
. l ■:.■;;.;■-· BAD ORIGINAL. l ■:. ■ ;;.; ■ - · BAD ORIGINAL
17» 18 und 19β Die an den Scheidewänden 6 und 7 errichteten, das Verbindungsgestänge 2 umgebenden Ventilsitze 20 und 21 schließen oder versperren mit Hilfe der hiezu zweckmäßig geformten Schließelemente 22 und 23 dem logischen Zustand der Eingangsanschlüsse entsprechend entstehende Membranlage zufolge die Bäume 15 und 16, sowie 17 und 18 derart, daß beim Öffnen des Schließelementes 22 das Schließelement 23 absperrt und umgekehrt» Demzufolge erscheint am Ausgangs- i anschluß ein der logischen Punktion des Elementes entsprechender logischer Zustand (Druck). Der Anstoß der Schließelemente 22 und 23 auf den Ventilsitzen 20. und 21 begrenzt bestimmungsgemäß die Bewegung des Membransystems.17 »18 and 19β The valve seats 20 and 21 erected on the partitions 6 and 7 and surrounding the connecting rod 2 close or block with the aid of the appropriately shaped closing elements 22 and 23 according to the logical state of the input connections resulting membrane position according to the trees 15 and 16, as well as 17 and 18 such that 22 the closure member shuts off and upon opening of the closure member 23 reversed "Accordingly, appears at the output terminal i of a logical puncture of the element corresponding logical state (pressure). The impact of the closing elements 22 and 23 on the valve seats 20 and 21 limits the movement of the membrane system as intended.
Das Ausführur^sbeispiel abgesehen von den Anschlußöffnungen ist zweckentsprechend in zylindersymmetrischer Ausführung dargestellt,The embodiment example apart from the connection openings is appropriately shown in a cylindrically symmetrical design,
Beispiel 2 (Mg. 2) . Die Ventilsitze 24 und 25 der Scheidewände 6 und 7 können laut Erfindung auch so angeordnet werden, daß diese gegenüber den Membranen 3 und- 5 zu liegen kommen und durch die an den Membranen 3 und 5 angebrachten Schließelemente 26 und 27 von der Lage des kraftbildenden raumteilenden Elementensystems abhängig, eine Verbindung, bzw» eine Trennung der Räume 15 und 16 bzw. 17 und 18 vollziehen.Example 2 (Mg. 2). The valve seats 24 and 25 of the Partitions 6 and 7 can also be arranged according to the invention be that this compared to the membranes 3 and 5 to come and through the attached to the membranes 3 and 5 Closing elements 26 and 27 depending on the position of the force-forming room-dividing element system, a connection, or »Carry out a separation of rooms 15 and 16 or 17 and 18.
Hinßichtlich der Anwendung kann beispielsweise erwähnt werden, daß falls die konstruktionellmund funktionellen Gesichtspunkte berücksichtigend, die das !Funktionieren bestimmenden Flächenmaße zweckentsprechend so gewählt werden, daß zum Beispiel F, = F^ = Fe J F20 = Fp1 With regard to the application, it can be mentioned, for example, that if the structural and functional aspects are taken into account, the area dimensions determining the functioning are appropriately chosen so that, for example, F, = F ^ = Fe J F 20 = Fp 1
_B m 109820/0353 Bjt ^ SAD _ B m 109820/0353 Bjt ^ SAD
(webe! B,, 5V und "F1-CJiJB. -effektive Fläche der Membrane 3» 4 und- 5*- Jr20^-UnCL Fg^ a^er die effektive Fläche der Ventilsitsse bedeutet), so kann dieses Element dem vorhergehenden entsprechend, abhängig davon, welche Anschlüsse als Eingänge verwendet werden, und welche zwei Anschlüsse für den Ausgang vereinigt werden, beziehungsweise welcher Anschluß das Abblasen in die Athmosphäre besorgt, selbstständig für die Verwirklichung der folgenden logischen !Funktionen verwendet werden:(weave! B ,, 5V and "F 1 -CJiJB. -effective area of the membrane 3» 4 and -5 * - Jr 20 ^ -UnCL Fg ^ a ^ he means the effective area of the valve seat), then this element can dem the previous ones, depending on which connections are used as inputs, and which two connections are combined for the output, or which connection is responsible for venting into the atmosphere, can be used independently for the implementation of the following logical functions:
1.) χ = a b c (Fig# 3)1.) χ = abc (Fig # 3)
2,) χ = b(a+cO (Fig. 4)2,) χ = b (a + cO (Fig. 4)
3,) bistabiles Element (Fig, 5) wobei: χ die logische Ausgangsveränderliche3,) bistable element (Fig, 5) where: χ the logical output variable
a, b und c die logischen Eingangsveränderlichen bedeuten» a, b and c mean the logical input variables »
Bei dem bistabilen Element bedeuten a - das Streichsignal} c - das Schreibesignal; χ - das memorisierte Signal| b - aber den Speisedruck*In the bistable element, a - the delete signal} c - the write signal; χ - the memorized signal | b - but the feed pressure *
Sollten andere Flächenverhältnisse gewählt, beziehungsweise mehrere Elemente verkuppelt werden, so können natürlich von den obigen abweichende andere, beziehungsweise kompliziertere Funktionsverbände hergestellt werden«,If other area ratios are chosen or several elements are coupled, then of course other or more complicated functional associations that differ from the above are produced «,
109820/0353 SAD ommAL 109820/0353 SAD ommAL
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