DE2049309A1

DE2049309A1 - Electro-fluidic pulse generator

Info

Publication number: DE2049309A1
Application number: DE19702049309
Authority: DE
Inventors: Hartmut 8000 München Goedecke
Original assignee: KNORR BREMSE GmbH
Current assignee: KNORR BREMSE GmbH
Priority date: 1970-10-07
Filing date: 1970-10-07
Publication date: 1972-04-13

Description

Elektro-fluidischer Impulsgeber Die Erfindung betrifft einen elektro-fluidischen Impulsgeber zur Erzeugung von elektrisch auslösbaren Impulsen oder Impulsfolgen zum Steuern von fluidischen Strömungsverstärkern.Electro-fluidic pulse generator The invention relates to an electro-fluidic pulse generator Pulse generator for generating electrically triggerable pulses or pulse trains for controlling fluidic flow amplifiers.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektro-fluidischen Impulsgeber der vorstehenden Art anzugeben, der besonders einfach im Aufbau ist und bei leichter Ansteuerbarkeit eine möglichst geringe mechanische Trägheit aufweist, so daß möglichst kurzzeitige t;bertragungszeiten von der Eingabe eines elektrischen Impulses bis zur Auslösung eines fluidischen Impulses am angeschlossenen Strömungsverstärker erreichbar sind.The object of the invention is to provide an electro-fluidic pulse generator of the above type, which is particularly simple in structure and lighter Controllability has the lowest possible mechanical inertia, so that as possible short-term t; transmission times from the input of an electrical pulse to for triggering a fluidic impulse on the connected flow amplifier are attainable.

Bekannte elektro-fluidische Impulsgeber mit leichter Ansteuerbarkeit weisen zu große mechanische Trägheiten auf, um ausreichend schnelle Übertragungszeiten erreichen zu können. Außerdem ist der mechanische Aufbau bekannter Impulsgeber kompliziert und störanfällig.Known electro-fluidic pulse generator with lighter Controllability have too great mechanical inertia to allow sufficiently fast transmission times to be able to achieve. In addition, the mechanical structure of known pulse generators is complicated and prone to failure.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine elektromagnetische Einrichtung gegenüber einer membranartigen Platte, welche bei Erregung der Einrichtung das Volumen eines Rauindes mit wenigstens einem anschließenden Steuerkanal zur Weiterleitung von Druck- bzw. Saugimpulsen an wenigstens einen Steuereingang wenigstens eines fluidischen Strömungsverstärkers abrupt ändert.The object is achieved according to the invention by an electromagnetic one Facility opposite a membrane-like plate, which when the facility is excited the volume of a rough with at least one adjoining control channel for forwarding of pressure or suction pulses to at least one control input at least one fluidic flow amplifier changes abruptly.

Eine vorteilhafte Ausführung nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch eins biegsame Platte bestimmter Steifigkeit, die einen Permanentmagneten trägt und den Raum von einem Elektromagneten abschließt.An advantageous embodiment according to the invention is characterized by a flexible plate of certain rigidity that carries a permanent magnet and closes the space with an electromagnet.

Besonders einfache und zweckmäßige Ausgestaltungen nach der Erfindung lassen sich dadurch erreichen, daß die elektromagnetische Einrichtung nach dem Prinzip eines Kopfhörers oder Lautsprechers aufgebaut ist.Particularly simple and expedient configurations according to the invention can be achieved in that the electromagnetic device according to the principle one Headphone or loudspeaker is built.

Eine Weiterbildung. der Erfindung besteht darin, daß der Raum mit der oder den anschließenden Steuerleitungen mit einer Fluidum-Quelle zur Steuerung eines Hilfsdruckes in Verbindung steht, dessen Druckhöhe etwas unter der Druckhöhe des Steuerdruckes zum Unschalten des oder der angeschlossenen Strömungsverstärkers liegt.A further education. the invention is that the space with the or the subsequent control lines with a fluid source for control an auxiliary pressure is connected, the pressure level slightly below the pressure level the control pressure for switching off the connected flow amplifier (s) lies.

Handelt es sich um monostabile Strömungsverstärker, so lassen sich nach der Erfindung vorteilhafte Schaltungen aufbauen, wenn die Druckhöhe des eingesteuerten Hilfsdruckes innerhalb des Druckbereiches der Schalthysteresis eines mono stabilen Strölrnungsvcrstärkers liegt.If it is a question of monostable flow amplifiers, so can build according to the invention advantageous circuits when the pressure level of the controlled Auxiliary pressure within the pressure range of the switching hysteresis of a monostable Flow intensifier lies.

Um ein kurzzeitiges Hin- und Rückschalten des Strömungsverstärkers mittels eines von einem elektro-fluidischen Impuls;geber nach der Erfindung abgegebenen Impulses zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn die elektrischen Impulse zum Erregen der elektro-magnetischen Einrichtung eine steile Vorderflanke zur Uzeugung des fluidischen Impulses und eine flache Rückflanke zum langsamen Rückholen der membranartigen Platte aufweisen.To briefly switch the flow amplifier back and forth by means of a given by an electro-fluidic pulse generator according to the invention To avoid impulses, it is advantageous if the electrical impulses to excite the electromagnetic device has a steep leading edge to generate the fluidic Impulse and a flat trailing edge for slowly retrieving the Have membrane-like plate.

Statt den elektrischen Impulsen eine bestimmte Gestalt zu geben, kann sich in dem Steuerkanal Reine Membran befinden, die Druck- bzw. Saugimpulse in einer Richtung im wesentlichen umgedrosselt durchläßt und in der entgegengesetzten Richtung im wesentlichen sperrt.Instead of giving the electrical impulses a certain shape, can the control channel contains pure membrane, the pressure and suction pulses in one Direction essentially throttled through and in the opposite direction essentially locks.

In der zeichnung ist eine Ausführungsform nach der Erfindung schematisch dargestellt. Weiterhin sind einige Schaltungsbeispiele aufgezeigt. Im einzelnen zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsge mäßen elektro-fluidischen Impulsgeber und Fig. 2 bis 5 erfindungsgemäße Schaltungsbeispiele nit wenigstens einem elektro-fluidischen Impulsgeber nach Fig. 1.In the drawing, an embodiment according to the invention is schematic shown. Some circuit examples are also shown. In detail Fig. 1 shows a longitudinal section through an electro-fluidic according to the invention Pulse generator and FIGS. 2 to 5 circuit examples according to the invention at least an electro-fluidic pulse generator according to FIG. 1.

In Fig. 1 ist eine elektro-magnetische Einrichtung a nach Art eines Kopfhörersystems über einen Steuerkanal 3 an den Steuereingang eines fluidischen Strömungsverstärkers 4 angeschlossen, von dem nur ein Bruchstück mit dem Steuereingangskanalteil dargestellt ist. Fluidische Strömungsverstärker, die ohne bewegliche Teile arbeiten, sind beispielsweise durch die US-Patentschrift 3 396 619 be-Ranntgeworden. Die elektro-magetische Einrichtung 1 besteht aus einem Elektromagneten 5 mit einer Spule 6 und einer membranartigen Platte 7, die mit Abstand von dem Magneten an ihrem Umfang zwischen Gehäuseteilen 8, 9 der eiektromagnetischen Einrichtung 1 eingespannt gehalten ist.In Fig. 1, an electromagnetic device a is like a Headphone system via a control channel 3 to the control input of a fluidic Flow amplifier 4 connected, of which only a fragment is shown with the control input channel part. Fluidic flow intensifiers, which work without moving parts are, for example, by the US patent 3 396 619 got run. The electro-magnetic device 1 consists of one Electromagnet 5 with a coil 6 and a membrane-like plate 7, which is spaced of the magnet on its periphery between housing parts 8, 9 of the electromagnetic Device 1 is held clamped.

Das als Deckel ausgebildete Gehäuseteil 9 enthält eine Offnung 10 zum Anschluß des Steuerkanals 3 Die Platte 7 besteht aus biegsamen, jedoch genügend steifen Material, beispielsweise einem dünnen Federszahl, und trägt einen Permanentmagneten 11. Der Steuerkansl 3 enthält eine kleine Öffnung 12, an die ein Hilfskanal 13 zur Zuführung von Hilfsme'dium angeschlossen ist. ius den noch zu beschreibenden Schaltungsbeispielen nach Fig. 2 bis 5 wird deutlich, daß der Hilfskanal 13 nicht in Jedem Falle erforderlich ist.The housing part 9 designed as a cover contains an opening 10 for connecting the control channel 3 The plate 7 consists of flexible, but sufficient rigid material, for example a thin number of springs, and carries a permanent magnet 11. The Steuerkansl 3 contains a small opening 12 to which an auxiliary channel 13 for Supply of auxiliary media is connected. ius the circuit examples to be described 2 to 5 it is clear that the auxiliary channel 13 is not required in every case is.

Die membranartige Platte 7 trennt einen Raum 14 von dem Elektromagneten 5. Bei Erregung des Elektromagneten entgegengesetzt zur Polung des Permanentmagneten 11 wird de Platte 14 ruckartig zum Steuerkanal 3 hin etwas ausgebeult. Hierdurch wird ein Druckimpuls erzeugt, der sich über den Steuerkanal 3 zum Steuereingang des Strömungsverstärkers 4 Eortpflanst, Zweckmäßigerweise ist der Steuerkanal 3 so kurz wie möglich ausgebildet, um möglichst kurze lmpulsübertragungszeiten zu erhalten. Statt einen Strömungsverstärker 4 mittels eines Druckimpulses zu schalten, besteht auch die flöglichkeit eine Schaltung durch einen Saugimpuls herbeizuführen, in dei die Platte 11 durch eine entsprechende Erregung des Elektrosagneten nicht ruckartig abgestoßen sondern angezogen wird.The membrane-like plate 7 separates a space 14 from the electromagnet 5. When the electromagnet is excited, it is opposite to the polarity of the permanent magnet 11 de plate 14 is buckled towards the control channel 3 somewhat bulged. Through this a pressure pulse is generated, which is sent via control channel 3 to the control input of the flow amplifier 4 Eortpflanst, the control channel 3 is expediently designed as short as possible in order to achieve the shortest possible pulse transmission times obtain. Instead of switching a flow amplifier 4 by means of a pressure pulse, there is also the possibility of switching on with a suction pulse, in the plate 11 by a corresponding excitation of the electromagnetic magnet abruptly repelled but attracted.

Um durch einen kurzen Elektroimpuls eine schnelle Aufeinanderfolge eines Druck- und Saugimpulses zu vermeiden, der zu einem entsprechend schnellen Umschalten des Strömungsverstärkers führen würde, ist den Elektroimpulsen zur Erregung des Elektromagneten mittels bekannter elektrischer Elemente, beispielsweise Kondensatoren, eine solche Gestalt zu geben, daß sie eine steile Vorderflanke und eine flache Rückflanke aufweisen, Aufgrund der steilen Vorderflanke wurde eine abrupte Bewegung der Platte des elektrfluidischen Impulagebers von dem Elektromagneten weg oder auf ihn zu erreicht, um einen Druck- bzw. Saugimpuls zu erhalten. flit der flachen Rückflanke des elektrischen Impulses wird erreicht, daß die Platte langsam in ihrer Ausgangsstellung zurückkehrt, ohne dabei einen entgegengesetzt gerichteten Impuls auszulösen.To create a quick succession with a short electrical impulse to avoid a pressure and suction pulse that leads to a correspondingly rapid Switching the flow amplifier would result in the electrical impulses leading to excitation of the electromagnet by means of known electrical elements, for example capacitors, such To give shape that they have a steep leading flank and have a flat trailing edge, due to the steep leading edge became an abrupt one Movement of the plate of the electro-fluidic pulse generator away from the electromagnet or to reach him in order to receive a pressure or suction pulse. flit the flat trailing edge of the electrical pulse is achieved that the plate slowly returns to its original position without going in the opposite direction Trigger impulse.

Statt besonderer Schaltungen zur Ausbildung der Impulsflanken der elektrischen Impulse vorzusehen, kann in dem Steuerkanal eine Membran angeordnet sein, die einen Druck- bzw. Saugimpuls in einer Richtung ii wesentlichen ungedrosselt durchläßt und in der entgegengesetzten Richtung im wesentlichen sperrt. Derartige Membranen sind als sogenannte Membranpumpen zur Förderung von Flüssigkeiten bekannt.Instead of special circuits for the formation of the pulse edges To provide electrical pulses, a membrane can be arranged in the control channel be that a pressure or suction pulse in a direction ii substantially unthrottled lets through and blocks in the opposite direction essentially. Such Diaphragms are known as so-called diaphragm pumps for pumping liquids.

Der von der Platte 7 erzeugte Druck oder Saugimpuls muß eine bestimmte Höhe aufweisen, um das Schalten des Strömungsver'stärkers erreichen zu können. Die durch die Plattenbewegung zu erzielende Impulshöhe kann wesentlich niedriger gehalten werden, wenn erfindungsgemäß über den Hilfskanal 13 und die Öffnung 12 in den Raum 14 und das Steuerkanal. Medium mit einem Druck zugeführt wird, der etwas unterhalb des jeweiligen Schaltdruckes des angeschlossenen Strömungsverstärkers 4 eingestellt ist. Bei Erregung des Elektromagenten bracht von der abgestossenen oder angezogenen Platte 7 nur eine Druck- bzw. Saugspitze bewirkt werden, derea Höhe wn so viel über dem Hilfsdruck hinausragt, daß der Strömungsverstärker sicher geschaltet wird.The pressure or suction pulse generated by the plate 7 must be a certain Have height in order to be able to achieve the switching of the flow amplifier. the by the plate movement The pulse height to be achieved can be significant be kept lower if according to the invention via the auxiliary channel 13 and the opening 12 into room 14 and the control channel. Medium is fed with a pressure that slightly below the respective switching pressure of the connected flow amplifier 4 is set. When the electric agent is excited, it is brought by the repulsed or tightened plate 7 only a pressure or suction tip are caused, derea Height wn protrudes so much above the auxiliary pressure that the flow amplifier is safe is switched.

Fig. 2 zeigt eine Schaltung eines erfindungsgemäßen elektrofluidischen Impulsgebers 15 an dem einen zweier Steuereingänge 16, 17 eines bistabilen Strömungsverstärkers 18. Fig.Fig. 2 shows a circuit of an electrofluidic device according to the invention Pulse generator 15 on one of two control inputs 16, 17 of a bistable flow amplifier 18. Fig.

3 zeigt eine Schaltung mit zwei im wesentlichen gleich ausgebildeten elektro-fluidischen Impulsgebern 15, von denen jeder an einen der beiden entgegengesetzten Steuereingänge 16, 17 des Verstärkers geschaltet ist. Fig. 4 zeigt einen elektro-fluidische Impulsgeber 15 erfindungsgemäß in Verbindung mit einer Vorrichtung 19 zur Zuführung eines Hilfsdruckes, der etwas unterhalt des Schaltrucke-s eines angeschlossenen bistabilen Strömungsverstärkers gehalten wird. Das Eilfsmedium wird entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 über einen Hilfskanal 20 zugeführt, in dem sich vorteilhafter Weise eine regulierbare Drossel 20' zur Druckregulierung befindet. Der Hilfakanal 20 ist mit dem Ausgang 21 des bistabilen Strömungaverstärkers 18 verbunden. Reicht der Druck des Arbeitsmediums des bistabilen trömungsverstärkers 18 nicht aus, so kann über einen weiteren Kanal 22 zusätzliches Medium zugeführt werden, das mit einer nicht dargestellten Strdmungshilfsquelle verbunden ist. Auch hier wird die Druckhöhe des eingesteuerten Hilfedruckes in dem Raum 14 des elektro-fluidischen Impulsgebers etwas unter der Druckhöhe des Schaltdruckes für den Strömungsverstärker gehalten, so daß mittels eines relativ kleinem Dru'ckimpulses der lrbeitsstrahl des Verstärkers von seiner einen stabilen lage in die andere umgeschaltet werden kann.3 shows a circuit with two essentially identical designs electro-fluidic pulse generators 15, each of which is connected to one of the two opposite ones Control inputs 16, 17 of the amplifier is switched. Fig. 4 shows an electro-fluidic Pulse generator 15 according to the invention in connection with a device 19 for feeding an auxiliary pressure, which maintains the shifting pressure a little connected bistable flow amplifier is held. The auxiliary medium will be accordingly the embodiment of FIG. 1 supplied via an auxiliary channel 20 in which an adjustable throttle 20 'for pressure regulation is advantageously located. The auxiliary channel 20 is connected to the output 21 of the bistable flow amplifier 18 tied together. If the pressure of the working medium of the bistable flow intensifier is sufficient 18 is not off, additional medium can be supplied via a further channel 22 which is connected to an auxiliary flow source, not shown. Even here the pressure level of the controlled help pressure in the space 14 of the electro-fluidic Pulse generator slightly below the pressure level of the switching pressure for the flow amplifier held so that by means of a relatively small pressure pulse the working jet of the amplifier can be switched from one stable position to the other can.

In Fig. 5 ist ein elektro-fluidischer Impulsgeber 15 in Verbindung mit einer Vorrichtung 19 zur Erzeugung eines Hilfsdruckes an den Steuereingang 23 eines monostabilen Strömungsverstärkers 24 angeschlossen, um den Arbeitsstrahl von der stabilen Lage am Ausgang 25 in die instabile Lage zu schalten. Der mono stabile Strömungsverstärker kann bei einer bestimmten Druckhöhe P1 in die instabile Lage geschaltet werden. Aufgrund der Schalthysteresis schaltet der Verstärker bei einer Druckhöhe P2 < P1 selbsttätig in seine stabile Lage zurück. Wird über die in Fig. 1 erläuterte Vorrichtung zur Zuführung von Hilfseedium in den Raum 14 und den angeschlossenen Steuerkanal 3 ein Druck eingesteuert, der etwas unterhalb des Druckes zum Umschalten des Verstärkers von seiner stabilen Lage in seine unstabile der Lage aber oberhalb des Druckes ghalten-wird, bei dem Verstärker zurückschaltet, so kann der Verstärker solange durch einen Einschaltimpuls des elektro-pneuiatischen Iepulsgebers 15 in seiner instabilen Lage gehalten werden, bis der Hilfsdruck zum Rückschalten des Verstärkers gesenkt wird.In Fig. 5, an electro-fluidic pulse generator 15 is connected with a device 19 for generating an auxiliary pressure at the control input 23 a monostable flow amplifier 24 connected to the working jet from the stable position at output 25 to switch to the unstable position. The mono stable Flow intensifiers can move into the unstable position at a certain pressure level P1 be switched. Due to the switching hysteresis, the amplifier switches at one Pressure level P2 <P1 automatically returns to its stable position. Is via the in Fig. 1 explained device for supplying auxiliary medium in the space 14 and the connected control channel 3, a pressure is applied that is slightly below the pressure to switch the amplifier from its stable position to its unstable position but above the pressure at which the amplifier switches back, so can the amplifier by a switch-on pulse from the electro-pneumatic pulse generator 15 are held in its unstable position until the auxiliary pressure to switch back of the amplifier is lowered.

Es ist klar, daß die Erfindung nicht auf die Anwendung des in Fig. 1 gezeigten bekannten Kopfhöhrersystems beschränkt aufzufassen ist, obwohl eine derartige Ausführung besonders vorteilhaft ausgebildet werden kann. Dem Fachmann ist verständlich, daß statt eines Kopfhöhrersystems auch ein Lautsprechersysten zum Aufbau eines erfindungsgemäßen Impulsgebers verwendbar ist, bei dem an der Platte7statt eines Permanentmagneten eine Tauchspule festgehalten ist, die in einen permanentmagnetischen oder elektromagnetischen Magnetkern einzutauchen vermag.It is clear that the invention does not apply to the application shown in Fig. 1 is to be understood as being limited, although a such an embodiment can be designed particularly advantageously. The expert is understandable that instead of a headphone system also a loudspeaker system can be used to build a pulse generator according to the invention, in which on the plate 7 instead of a permanent magnet a plunger is held in place in a permanent magnet or electromagnetic magnetic core is able to immerse.

Claims

1) Electro-fluidic pulse generator for generating electrically triggerable Pulses or pulse trains for controlling fluidic flow amplifiers, characterized by an electromagnetic device (1) opposite a membrane-like plate (7), which when the device is excited, the volume of a space 14 with at least a subsequent control channel (3) for forwarding pressure or suction pulses to at least one control input of at least one fluidic flow amplifier (4) changes abruptly.

2) Electro-fluidic pulse generator according to claim 1, characterized by a flexible plate (7) of certain rigidity, which has a permanent magnet (11 carries and closes the space (14) from an electromagnet (5).

3) Electrofluidic pulse generator according to claims 1 and 2, characterized characterized that the electromagnetic Device (1) according to the principle of headphones or

Electrofluidic pulse generator is built according to the loudspeaker Claims 1 to 3, characterized in that the space (14) with the or the subsequent control line (3) with a flow source for controlling an auxiliary pressure is connected, the pressure level of which is slightly below the pressure level of the control pressure to switch the connected flow amplifier (s) is held.

5) Electropneumatic pulse generator according to claims 1 to 4, characterized characterized in that the flow amplifier is a monostable element, and the Pressure level of the auxiliary pressure within the pressure range of the switching hysteresis of the Element is held.

6) Electrofluidic pulse generator according to one or more of the above Claims, characterized in that the electrical pulses for exciting the Electro-magnetic device (1) to generate a stable leading edge of fluidic. Pulse and a flat trailing edge for slow retrieval of the membrane-ready Plate (7) is given.

7) Electrofluidic pulse generator according to one or more of the above Claims, characterized in that there is a membrane in the control channel (3) which is a pressure or suction pulse in one direction is essentially unthrottled lets through and blocks in the opposite direction essentially.