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Einrichtung zur Steuerung von Schaltelementen Die Erfindung betrifft
eine Einrichtung zur Steuerung von in einem pneumatischen oder hydraulischen Arbeitskreis
eingesetzten Schaltelementen und bezieht sich auf eine zweckmäßige und vorteilhafte
Ausgestaltung einer derartigen Steuereinrichtung.
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Elektropneumatische Schalteinrichtungen, mittels denen z.B. bei Betätigung
des Kupplungspedals eines Fahrzeuges selbsttätig ein Schaltvorgang ausgeführt wird,
sind bereits in einer großen Anzahl unterschiedlicher Ausgestaltungen bekannt und
haben sich in der Praxis vielfach auch bewährt. Der Bauaufwand ist bei allen diesen
Ausführungen jedoch erheblich, so daß deren Herstellung nicht nur teuer, sondern
mitunter auch eine große Störanfälligkeit gegeben ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einrichtung zur Steuerung
von Schaltelementen der vorgenannten Art zu schaffen, die äußerst einfach im Aufbau
und damit wirtschaftlich herzustellen ist, und bei der somit Betriebsstörungen nahezu
ausgeschlossen sind, so daß bei hoher Betriebssicherheit eine vorteilhafte Verwendung,
insbesondere als Schalteinrichtung für Kfz.-Antriebsanlagen gegeben ist.
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Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß zur Betätigung
der Schaltclemente diesen eine oder mehrere mit Druckmittel gespeiste Signalleitungen
zugeordnet sind, die jeweils mit mindestens einer verschließbaren Auslaßöffnung
versehen sind.
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Zweckmäßig ist es hierbei, zum Öffnen und/oder Verschließen einer
Auslaßöffnung einer Signalleitung einen Schalter vorzusehen, der mit einem Uberdruckventil
zur Begrenzung des Druckmitteldruckes in der Signalleitung ausgestattet ist.
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Der Schalter kann in der Weise ausgestaltet werden, daß das in den
Schalter eingesetzte und durch diesen betätigbare Uberdruckventil durch eine jeweils
einer Auslaßöffnung zugeordnete verschiebbar gelagerte Hülse gebildet wird, durch
die mittels einer sich an einem ortsfesten Bauteil abstützenden Feder die Auslaßöffnung
verschließbar ist.
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Es ist aber auch möglich, das dem Schalter zugeordnete t)berdruckventil
durch einen an diesem angebrachten elastisch verformbaren- Vorsprung zu bilden,
durch den die Auslaßöffnung verschließbar ist. Außerdem kann der Schalter als Kippschalter
oder als ein mit einer Nockenbahn od. dgl.
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zur Betätigung der Hülsen ausgestatteter Drehschalter mit jeweils
verrastbaren Schaltstellungen ausgestaltet werden.
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Des weiteren ist es vorteilhaft, den Schalter zum Auslösen von Impulsen
in der Signalleitung mit einer Vorrichtung zur stufenweisen Veränderung des Querschnitts
der Austrittöffnung, z, B. in Form eines Ba3onett-Verschlusses, auszustatten.
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Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Einrichtung zur Steuerung von
Schaltelementen zeichnet sich nicht nur durch einen äußerst einfachen Aufbau und
einen sehr geringen Bauaufwand, sondern vor allem durch eine hohe Betriebssicherheit
aus. Wird nämlich den Schaltelementen jeweils eine mit Druckmittel gespeiste Signalleitung
zugeordnet, die mit mindestens einer verschließbaren Auslaßöffnung versehen ist,
ist es möglich, den Schaltelementen durch Schlie-Ben oder Öffnen der Auslaßöffnung
einen Schaltimpuls zuzuleiten, durch den diese betätigt werden, so daß Druckmittel
aus einem Arbeitskreis einem Verstellglied, beispielsweise in Form einer Servoeinrichtung,
gegebenenfalls durch die Schaltelemente einströmen kann, wobei erforderlichenfalls
die Schaltelemente in der durch den Schaltimpuis angenommenen Schaltstellung belassen
werden. Durch eine entsprechende-Ausgestaltung des der Auslaßöffnung zugeordneten
Schalters kann dabei ein zu hoher Druckaufbau in der Signalleitung und damit unter
Umstäziden Beschädigungen der Schaltelemente veflilndert werden.
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Wie es sich gezeigt hat, wird bei der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung,
insbesondere beim Schließen der Auslaßöffnung in der zugehörigen Signalleitung eine
Druckwelle erzeugt, die sich mit großer Geschwindigkeit in dem Leitungssystem bis
zu den angeschlossenen Schaltelementen fortpflanzt. Das Schaltelement kann somit
auf einfache Weise durch einen Schaltimpuls, der über das in der Signalleitung
vorhandene
Druckmittel geführt wird und der an leicht zugänglichen Stellen ausgelöst werden
kann, betätigt werden. Betriebsstörungen sind dabei nahezu ausgeschlossen, so daß
außer des äußerst geringen Bauaufwandes zur Steuerung der Schaltelemente auch eine
hohe Betriebssicherheit gegeben ist.
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Weitere Einzelheiten der gemäß der Erfindung ausgebildeten Einrichtung
zur Steuerung von in einem pneumatischen oder hydraulischen Arbeitskreis eingesetzten
Schaltelementen sind den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen, die
nachfolgend im einzelnen erläutert sind, zu entnehmen.
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Hierbei zeigen: Fig. 1 bis 4 die Steuereinrichtung in jeweils unterschiedlicher
Ausgestaltung in schematischer Darstellung, Fig. 5 und 6 die Ausbildung eines in
der Steuereinrichtung nach den Fig. 1 bis 4 verwendbaren Schalters als Impulsgeber,
Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Steuereinrichtung nach den Fig. 1
bis 4 und Fig. 8 den für die Steuereinrichtung nach Fig. 7 vorgesehenen Schalter
im Schnitt.
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Die in Fig. 1 dargestellte und mit dem Bezugszeichen 11 versehene
Einrichtung zur Steuerung von Schaltelementen 12, 12' ist aus jeweils einer den
Schaltelementen 12, 12' zugeordneten
Signalleitung 17 und 17' gebildet,
die mit durch einen Schalter 16 wahlweise verschließbaren Auslaßöffnungen 18, 18',
die über die Leitungen 19 bzw. 19' an die Signalleitungen 17, 17' angeschlossen
sind, versehen sind. Die Schaltelemente 12, 12' sind hierbei in die Druckmittelzuführungsleitung
13 eines in Form eines in einen Zylinder 14 eingesetzten Kolbens 15 gebildeten Verstellgliedes
eingesetzt, durch die die Druckmittelzufuhr über die Leitungen 13' bzw. 13'' zu
dem jeweiligen Zylinderraum gesteuert werden kann.
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Wird der Schalter 16 nach links verschwenkt und somit die Öffnung
18' verschlossen, so wird ein Schaltimpuls erzeugt und über die Leitungen 19' und
17'. auf das Schaltelement 12' geleitet, durch den dieses betätigt wird. Von dem
Schaltelement 12' wird nach Betätigung durch den Schaltimpuls der Durchfluß des
Druckmittels von der Leitung 13 in die Leitung 13' freigegeben, so daß der Kolben
15 in die linke Endstellung bewegt und auf diese Weise z. B. eine Umschaltung in
einem Getriebe selbsttätig ausgeführt wird.
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Der Druckaufbau in den Leitungen 19' und 17' ist dabei gering und
es wird zur Betätigung des Schaltelementes 12' nur eine kurze Zeitspanne benötigt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel-der Steuereinrichtung 21 nach Fig. 2
sind dem Schaltelement 22 zwei Signalleitungen 27 und 27' zugebrdnet, während das
Schaltelement 22' wiederum nur mit einer Signalleitung ausgestattet ist. Auf diese
Weise ist es möglich, das Schaltelement 22 in zwei Stufen zu betätigen, um den Druckmitteldurchfluß
von der Leitung 23 in die Leitung 23' und damit in einen der durch den in den Zylinder
24 eingesetzten Kolben 25 gebildeten Druckraum
zu regeln und somit
dort einen abgestuften Druckaufbau zu bewerkstelligen. Mittels eines Schalters 26
können hierbei die Auslaßöffnungen 28, 28' und 28", die über die Leitungen 29 bzw.
29' bzw. 29" mit den Signalleitungen 27, 27' und 27" in Verbindung stehen, geschlossen
oder geöffnet werden, so daß die Schaltelemente-22, 22' ebenfalls wechselweise betätigbar
sind und Druckmittel aus der Leitung 23 wahlweise in die Leitung 23' oder 23" übertreten
kann.
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Bei der Steuereinrichtung 31 nach Fig. 3 sind drei Schaltelemente
32, 32' und 32g' vorgesehen, die dem mit einem Verstellkolben 35 ausgestatteten
Zylinder 34 zugeordnet sind und durch die die Druckmittelzufuhr aus der Leitung
33 wahlweise in die Leitungen 33' oder 33" steuerbar ist. zur Betätigung der Schaltelemente
32t und 32" dient wiederum ein Schalter 36 mittels dem die Auslaßöffnungen 38 und
38', die über Leitungen 39 und 39' mit den Signalleitungen 37 und 37' bzw. 37 "
in Verbindung stehen, geschlossen oder geöffnet werden können.
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Die Leitung 37' ist bei diesem Ausführungsbeispiel eine Abzweigung
von der Leitung 37, so daß beim Verschleißen der Auslaßöffnung 38 über die Leitung
37 durch den dabei erzeugten Schaltimpuls die beiden Schaltelemente 32 und 32s betätigbar
sind. Auf diese Weise ist es z. B.
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möglich, in dem zugeordneten Druckraum des Zylinders 34 sehr rasch
einen Druckaufbau zu bewerkstelligen oder den Druckaufbau sehr feinfühlig bzw. durch
nachfolgendes Einschalten eines der Schaltelemente 32, 32' mittels eines Zeitschaltrelais
vorzunehmen.
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Nach Fig. 4 sind dem mit dem Verstellkolben 45 ausgestatteten Zylinder
44 wiederum drei Schaltelemente 42,
42' und 42" zugeordnet, wobei
durch die Schaltelemente .42 und 42' der Durchfluß des Druckmittels aus der Leitung
43 in die Sammelleitung 43' und durch das Schaltelement 42" in die Leitung 43" regelbar
ist. Auf diese Weise ist es bei der Steuereinrichtung 41 möglich, mittels des Schalters
46 und den Auslaßöffnungen 48 und 48', die über die Leitungen 49 und 49' an die
Signalleitungen 47 und 47' angeschlossen sind, die Druckmittelzufuhr in den Zylinder
44 durch die beiden gegebenenfalls- unterschiedlich ausgelegten Schaltelemente 42
und 42' zu regeln. Auch dem Schaltelement 42" ist hierbei eine Signalleitung 47",
die über die Leitung 49" mit der durch den Schalter 46 verschließbaren Auslaßöffnung
48" verbunden ist, zugeordnet, um einen Schaltimpuls zur Betätigung des Schaltelements
42" auslösen zu können.
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Der in Fig. 5 im einzelnen dargestellte Schalter 51 zum wahlweisen
Verschließen der Auslaßöffnungen 54 oder 55, die über Leitungen 53 und 53' mit den
nicht gezeigten Signalleitungen verbunden sind, besteht aus einem in einem Gehäuse
52 kippbar gelagerten Bügel 56, durch dessen Vorsprünge 58 und 59 die Öffnungen
54 oder 55 verschließbar sind. Zur kippbaren Lagerung der Bügel 56 dient ein in
das Gehäuse 52 eingesetzter Bolzen 57 sowie Rasten 60 und 61, durch die der Bügel
56 in den beiden Endstellungen gehalten wird. Die an dem Bügel 56 angebrachten VorsprUnge
58 und 59 sind federnd ausgebildet, so daß bei einem Druckanstieg in den Leitungen
53 oder 53' selbsttätig ein Druckabbau, in dem durch Verschwenken der Vorsprünge
58 oder 59.
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ein Durchtrittsquerschnitt für das Druckmittel freigegeben wird, vorgenommen
wird.
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Nach Fig. 6 ist der Schalter 71 zum Verschließen von Auslaßöffnungen
74, 75 wiederum aus einem auf einer Welle 77 verschwenkbar und mittels Rasten 85,
84 in den Betriebsstellungen verrastbaren Bügel 76 ausgebildet. Zur Druckbegrenzung
in den Leitungen 73, 73' dienen hierbei jedoch zwei jeweils aus einer mit Dichtungsbelägen
82, 83 versehnen Hülsen 78 bzw. 79 und Federn 80 bzw. 81 gebildete und in ein Einsatzstück
86 eingesetzte Ventileinrichtungen.
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Die Federn 80 bzw. 81 stützen sich nämlich an einer ortsfesten Platte
87 des Schalters 72 ab, so daß beispielsweise bei einem Druckanstieg in der Leitung
73 die mit dem Belag 82 ausgestattete Hülse 78 abgehoben wird und das Druckmittel
solange abströmen kann, bis Gleichgewicht zwischen der Kraft der Feder 80 und dem
auf den Belag 82 ausgeübten Druckmitteldruck hergestellt ist.
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Bei der Steuereinrichtung 91 nach Fig. 7 ist als Verstellglied ein
in einen Zylinder 94 eingesetzter Dreistellungs-Kolben 95 vorgesehen, dem das Druckmittel
aus der Druckleitung 93 über die Schaltelemente 92, 92' und 92" zuströmen kann.
Der Schalter 96 zum Auslösen eines Schaltimpulses in den den Schaltelementen 92,
92', 92" zugeordneten Signalleitungen 97, 97' und 97 " durch Verschließen oder Öffnen
einer der mit diesen über Leitungen 99, 99' und 99" verbundenen Auslaßöffnungen
98, 98' und 98'' besteht hierbei aus einer verdrehbaren Nockenbahn 100, durch die,
wie es insbesondere der Fig. 7 entnommen werden kann, wechselweise die Hülsen 101,
101', 101" betäti¢xrsind.
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Um den sich in den Leitungen 99, 99' oder 99 aufbauenden Druck auf
eine bestimmte Höhe zu begrenzen, sind in die Hülsen 101 Federn 102 eingesetzt,
die sich an der Platte 103
des Schalters 96 abstützen und deren
Kraft durch das Druckmittel zu überwinden ist. Sobald nämlich der Druck in der Leitung
99 über den durch die Kraft der Feder 102 bestimmten Wert ansteigt, wird die Hülse
101 abgehoben und das Druckmittel kann solange abströmen, bis wiederum Gleichgewicht
hergestellt ist.