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Pneumatisches Element zur Formung von Impulsen und zur Erzeugung von
Impulsfolgen Die erfindung betrifft ein auf Membranbasis arbeitendes pneumatisches
Element zur Formung von Impulsen und zur Erzeugung von Impuls folgen.
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Pneumatische auf embranbasis arbeitende Elemente, die zur Formung
von Impulsen und zur Erzeugung von Impulsfolgen dienen, sind bereits bekannt. Eine
dieser Ausführungen, die zur Erzeugung von Impulsfolgen verwendet wird, arbeitet
mit einem Einmembransystem, bei dem die Membrane unter einem konstanten Vordruck
steht.
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Die Llembrane ist mit der Prallplatte eines Düsenauslaßsystems verbunden.
Der an die Auslaßdüse angelegte Hilfsdruck wird durch Abziehen und Anstellen der
Prallplatte zur Atmosphäre hin abgeleitet bzw. gestaut. Dabei ändert sich auch der
Druck in dem vor der Auslaßdüse an die Hilfsluftleitung angeschlossenen Leitungssystem.
Die Schaltzeit der Prallplatte und dariiit der Impulse wird über Drosseln und einen
Speicher bestimmt, die in Abhängigkeit vom husgangsdruck das Llembransystem steuern.
Zur Verwertung der Ausgangsimpulse, deren Amplitude zwischen zwei Druckwerten schwankt,
sind weitere, dem Einmembransystem nachgeordnete Schaltelemente angeordnet.
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Bei einer anderen Ausführung zur Erzeugung von pneumatischen Impulsen
wird ein Zweimembranelement verwendet, dessen eine Kammer eine Auslaßdüse besitzt,
die von einem über Nocken betätigten Schließglied geschlossen und geöffnet wird.
Bei diesem Vorgang baut sich in der mit der Auslaßdüse versehenen und über eine
Vordrossel an eine Hilfsluftquelle angeschlossenen Kammer in wechselnder Folge ein
Druck auf, der den Ausgang des Impulserzeugers öffnet oder schließt.
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Die bekannten Ausführungen weisen den Nachteil eines aufwendigen Aufbaus
auf, indem mehrere Schaltelemente zur Erzeugung der gewünschten Impulse verwendet
werden müssen, wobei sich durch eine zeitliche Schaltfolge lange Schaltzeiten ergeben
und zum anderen bei der Ausführung mit einem Zweimembranelement mechanische Stellglieder
zur Betätigung des Auslaßdüsensystems erforderlich sind.
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Zweck der Erfindung ist es, ein einfach aufgebautes Element zu entwickeln,
mit dem sowohl pneumatische Impulse geformt als auch pneum,tische Impuls folgen
erzeugt werden können.
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Der Erfindung liest die Aufgabe zugrunde, das Element zur Formung
pneumatischer Impulse und zur Erzeugung pneumatischer Impuls folgen so auszubilden,
daß
keine mechanisch bewegten Glieder zwn Einsatz gelangen,'daß weiterhin bei der Impulsformung
Ausgangsimpulse gleicher Länge unabhängig von der Ein schalt- und Ausschaltzeit
geformt werden und daß bei der Erzeugung von Impulsfolgen die Frequenz verändert
und das Tastverhältnis der Impulse in Grenzen bestimmt werden kann.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem pneumatischen Element zur
Formung von Impulsen und zur Erzeugung von Impulsfolgen, bei dem das Impulsventil
aus einem Einmembransystem mit einem an der Membrane befestigten Ventilteller und
einem ringförmigen Ventilsitz besteht, dadurch gelöst, daß ein innerer Ventilraum
ein Entlüftungsventil enthält, dessen Ventilteller mit dem Ventilteller des Impulsventils
verbunden ist, ein Steuerraum als pneumatische Kapazität ausgebildet ist und zwischen
einem Anschlußstutzen und dem Steuerraum eine einstellbare Drossel eingesetzt ist.
Bei dem Element zur Formung von Eingangsimpulsen mit annähernd gleicher Einschalt-
und Ausschaltzeit mändet ein Anschlußstutzen in dem äußeren Ventilraum, während
ein Ausgangsstutzen in dem inneren Ventilraum mündet. Im Anschlußstutzen ist vor
der Einmändung in den äußeren Ventilraum, aber noch nach dem Abzweig zu der einstellbaren
Drossen, ein @@se eines tzt. Eine weitere Düse verbindet den @@@ren Ventilraum mit
der Atmosphäre.
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Zur Formung von Eingangsimpulsen mit einer Einschaltzeit sehr viel
größer als die Ausschaltzeit wird der Steurraum des Elementes über ein weiteres
Ventil entlüftet. Dabei ist der Eingang des zusätzlichen Ventils an den Anschlußstutzen
des Elements vor der in dem äußeren Ventilraum Mündenden Düse angeschlossen. Zur
Erzeugung von Impulsfolgen ist der Anschlußstutzen des Elementes, den die pneumatischen
Impulse entnommen werden sollen, über eine zweite einstellbare Drossel mit der Atmosphäre
verbunden.
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Bei dieses Element entfällt die in dem Anschlusstutzen eingesetzte
und die den inneren Ventilraum mit der Atmosphäre verbindende Drossel und das zur
Impulsformung erforderliche Entläftungsventil für den Steuerraum des Elementes.
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Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß zur Formung von Impulsen
und zur Erzeugung von Impulsfolgen nur ein einen einkeitlichen Grundaufbau ausreisendes
Schaltelement erforderlich ist, daß bei einem einfachen Aufbau betriebssicher arbeitet
und mit dem sich unabhängig von der Einschalt- und Ausschaltzeit des Eingangssignals
Impulse formen Lassen und ohne mechanisch gesteuerte Glieder Impulsfolgen mit veränderlicher
Impulsfrequenz und mit inner izen regelbarem Einstverhältnis aus den lassen.
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Erfindung soll an drei Ausführungsbeispielen er erläutert werden.
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der zugehörigen Zeichnung zeigen: Pi -. 1: einen pneumatischen Impuls
form er fffir TE annähernd TA, Fig. 2: ein Diagramm der Eingangsimpulse mit TE gleich
TA, Fig. 3: einen pneumatischen Impulsformer für TE sehr viel größer als TA, Fig.
4: ein Diagramm der Eingangsimpulse mit TE größer TA und Fig. 5: einen pneumatischen
Impulsfolgenerzeuger.
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Der pneumatische Impulsformer besteht aus einem Membranventil mit
dem ringförmigen Ventilsitz 1 und dem Ventilteller 2, der an der Membrane 3 befestigt
ist. Der innere Ventilraum 4 ist über das Entlüftungsventil 5 mit der Atmosphäre
verbunden.
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Beide Ventilteller, d. h. der an der Membrane 3 befestigte Ventilteller
2 und der Ventilteller des tläftungsventils 5, sind starr miteinander gekoppelt.
Die beiden Ventile sind wechselweise geschlossen und geöffnet, je nach der Schaltstellung
der Membrane 3. Der von der Membrane 3 begrenzte 3teuerraum 6 besitzt eine bestimmte
pneumatische Kapazität, t, die über eine einstellbare Drossel 7 an eine Eingangssignalleitung
oder an eine Hilfsluftquelle angeschlossen wird,
Der in Fig. 1 dargestellte
Impulsformer ist für Eingangsimpulse geeignet, bei denen die Einschaltzeit TE annähernd
der Ausschaltzeit TA entspricht. Die Eingangsimpulse PE werden dem äußeren Ventilraum
8 über den Auschlußstutzen 9 zugeführt, wobei sich das Membranventil voll öffnet
und das Entlüftungsventil 5 infolge der starren Verbindung zwische, dem Ventilteller
2 des Membranventils und dem Ventilteller des Entlüftungsventils 5 schließt. In
dieser schaltstellung steht an dem im inneren Ventilraum 4 mündenden Ausgangsstutzen
10 ein Ausgangssignal PA an. Ein Teil der Bruckluft des Eingangssignals wird über
die einstellbare Drossel 7 dem steuerraum 6 zugeführt, der sich fällt, bis der steigende
Druck die Membrane 3 in den Ventilraum ausstellt und der Ventilteller 2 das Membranventil
schließt. Dabei öffnet sich auch gleichzeitig das Entlüftungsventil 5, und der Druck
im Ausgang des Impulsformers fällt ab. Das schalten des Membranventils wird durch
die Anordnung der Düse 11, die den inneren Ventilraum 4 mit der Atmosphäre verbindet,
und die in den Anschlußstutze@ 9 eingesetzte Düse 12 erreicht, indem der Ventilraum
zum aufgefällten Steuerraum 6 einen geringen Druckabfall aufweist. Die Einschaltdauer
wird in Grenzen durch das aus der pneumatischen Kapazität des Steuerraumes 6 und
dem pneumatischen widerstand der einstellbaren Drossel 7 bestehende RC-Glied bestimmt.
Fig. 2 zeigt ein Diagramm, bei dem die Eingangsimpulse gleiche Einschaltzeiten TE
und Ausschaltzeiten TA aufweisen.
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L e e r s e i t e
Zur Verarbeitung von Eingangssignalen
mit langen Einschaltzeiten TE und kurzen Ausschaltzeiten TA ist, wie in Fig. 3 dargestellt,
zusätzlich das Ventil 13 eingesetzt, das den Steuerraum 6 mit der Atmosphäre verbindet
und dessen Eingang ebenfalls mit den Eingangssignal PE beaufschlagt wird. In Fig.
4 ist das Verhältnis vom Eingangssignal PE zum Ausgangssignal PA bei einem Eingangssignal
mit TE größer TA in einem Diagramm dargestellt.
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Fig. 5 zeigt einen pneumatischen Impulsfolgenerzeuger. Der im äußeren
Ventilraum 8 mündende Anschlußstutzen 14 wird an eine im Ausführungsbeispiel nicht
dargestellte Hilfsluftquelle gelegt. @ie einströmende Druckluft öffnet das Membranventil
vollst ndig, und am Anschlußstutzen 15 erscheint ein Ausgangssignal.
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In dieser Schaltstellung ist das Entlüftungsventil 5 geschlossen.
Die über die einstellbare Drossel 7 in den steuerraum 6 überströmende Druckluft
verschließt nach Erreichen des Ausstellungsdruckes der Membrane 3 das Membranventil,
so daß der Anschlußstutzen 15 kein Ausgangssignal mehr aufweist. Durch das gleichzeitig
geöffnete Entlüftungsventil 5 baut sich der am Ausgangsstutzen 15 und der im Steuerraum
6 vorhandene Druck ab, das Membranventil öffnet sich wieder, und ein neuer Arbeitszyklus
beginnt. Durch die Bestimmung des pneumatischen widerstandes der einstellbaren Drossel
7 und einer weiteren einstellbaren Drossel 16, die den Auschlußstutzen 13 mit der
Atmosphäre verbindet, kann die arbeitsfrequenz des Impulsfolnenerzeugers und in
Grenzen
auch das Tastverhältnis der Impulsfolge geändert werden.