DE2055219C3

DE2055219C3 - Fluid operated threshold switch, j

Info

Publication number: DE2055219C3
Application number: DE19702055219
Authority: DE
Inventors: David Arthur Dr. 8000 Muenchen Retallick
Original assignee: Knorr Bremse AG
Current assignee: Knorr Bremse AG
Priority date: 1970-11-10
Filing date: 1970-11-10
Publication date: 1974-02-28
Also published as: DE2055219A1; CH538671A; ATA893671A; AT336932B; FR2113870A1; DE2055219B2; FR2113870B1

Description

2. Strömungsmittelbetriebener Schwellwert- zutastende Fläche überspringt.2. Fluid-powered threshold skipped area to be scanned.

schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- 30 Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist dieSwitch according to claim 1, characterized in that 30 In a preferred embodiment, the

net, daß die Kammer (I) eine Wirbelstromkam- Strömungskammer als WirbeJstromkammer ausgebil-net that the chamber (I) is an eddy current chamber designed as an eddy current chamber

merist. det. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindungmerist. det. An advantageous further development of the invention

3. Strömungsmittelbetriebener Schwellwerk besteht auch darin, daß innerhalb des kritischen schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Schaltabstandcs von der Bodenfläche getrennt ein gekennzeichnet, daß innerhalb des kritischen 25 ringförmiger StrömungsmitleUciler angeordnet ist. Schaltabstandcs (Λ) von der Bodenfläche (6) gc- dessen Achse koaxial zur Achse der Düse verlauft, trennt ein ringförmiger Strömungsmittelteiler (16) und daß die abzutastende Fläche eine Membran ist. angeordnet ist, dessen Achse koaxial zur Achse die, in einer Kammer mit festem Abstand von der der Düse (4) verläuft, und daß die abzutastende Düse angeordnet, bei Druckbeaufschlagung gegen-Fläche eine Membran (9') ist, die, in einer Kam- 30 über der Düse den kritischen Schaltabstand untermer mit festem Abstand von der Düse angeord- schreitet.3. Fluid operated swell is also that within the critical Switch according to Claim 1 or 2, characterized in that the switching distance cs is separate from the floor surface characterized in that within the critical 25 annular fluid fluid ulcer is disposed. Switching distance cs (Λ) from the bottom surface (6) gc- the axis of which is coaxial to the axis of the nozzle, separates an annular fluid divider (16) and that the surface to be scanned is a membrane. is arranged, the axis of which is coaxial with the axis, in a chamber at a fixed distance from the the nozzle (4) runs, and that the nozzle to be scanned is arranged, when pressure is applied against the surface a membrane (9 ') which, in a chamber 30 above the nozzle, below the critical switching distance at a fixed distance from the nozzle.

net, bei Druckbeaufschlagung gegenüber der Düse Es kann außerdem vorteilhaft sein, wenn die Boden kritischen Schaltabstand (/1) unterschreitet. denfläclre am Rande der Düse hinterdreht ist, derart.net, when the nozzle is pressurized, it can also be advantageous if the bottom falls below the critical switching distance (/ 1). the surface is turned back on the edge of the nozzle in such a way.

4. Strömungsmittelbetriebencr Schwellwert- daß eine ringförmige Vertiefung am Rande der Düse schalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, 35 entsteht.4. Fluid powered threshold - that is an annular indentation on the edge of the nozzle Switch according to one of the preceding claims, 35 is produced.

dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenfläche am In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiekcharacterized in that the bottom surface in the drawings are exemplary embodiments

Rand der Düse hinterdreht ist, derart, daß eine nach der Erfindung schematisch dargestellt. Hierin ringförmige Vertiefung (12) am Rande der Düse stellt darEdge of the nozzle is turned behind, in such a way that one according to the invention is shown schematically. Here in annular recess (12) on the edge of the nozzle represents

entsteht. Fig. 1 einen Schnitt durch einen Schwellweri-arises. Fig. 1 is a section through a Schwellweri-

40 schalter.40 switches.

Fig. 2 einen Schnitt nach den Linien H-Il inFig. 2 is a section along the lines H-II in

Fig. 1.Fig. 1.

F i g. 3 den Schwellwertschalter nach F i g. 1 gegen-F i g. 3 the threshold switch according to FIG. 1 opposite

Die Erfindung betrifft einen strömungsmittelbe- über einer Fläche in einem das Schalten bewirkenden triebenen Schwellwertschalter mit einer konisch sich 45 Abstand von der Fläche,The invention relates to a fluid flow over a surface in a switching device driven threshold switch with a conical 45 distance from the surface,

erweiternden Düse in einer Bodenfläche einer Kam- F i g. 4 einen Schnitt durch einen Schwellwcrt-widening nozzle in a floor area of a cam F i g. 4 a section through a Schwellwcrt-

mer für das in Richtung auf eine abzutastende Fläche schalter in einer abgewandelten Ausführungsform,
austretende Strömungsmittel und mit einer koaxial F i g. 5 einen Teilschnitt durch eine weitere Aus-mer for the switch in the direction of a surface to be scanned in a modified embodiment,
escaping fluid and with a coaxial F i g. 5 a partial section through a further

zur Düse angeordneten Druckmeßdüse. führungsform.pressure measuring nozzle arranged to the nozzle. leadership style.

Mit der USA.-Patentschrift 3 460 375 ist ein als 50 F i g. 6 einen Teilschnitt durch einen Schwellwert-Näherungsschalter ausgebildeter Schwellwertschalter schalter für einen besonderen Verwendungszweck,
der eingangs genannten Art bekanntgeworden, des- Fig. 7 einen Teilschnitt durch einen Schwellwert-US Pat. No. 3,460,375 describes a 50 F i g. 6 a partial section through a threshold value proximity switch designed threshold value switch for a special purpose,
of the type mentioned has become known, of which Fig. 7 is a partial section through a threshold value

sen konisch sich erweiternde Düse einen öffnungs- schalter in einer noch weiter abgewandelten Ausfühwinkel zwischen 25 und 50 aufweist. Bei einer der- rungsform.sen conically widening nozzle an opening switch in an even further modified execution angle between 25 and 50. In the case of a derogation.

artigen Düse nimmt die austretende Strömung eine 55 Gemäß F i g. 1 bis 3 enthält eine als Wirbelstromtropfenförmige Gestalt an, die eine Luftblase mit kammer ausgebildete Kammer 1 zwei entgegengeeinem negativen Druck einschließt, vorausgesetzt,, setzte, tangentiale Eingänge2,3 zur Zuführung von daß die abzutastende Fläche weiter als ein kriti- Strömungsmittel, beispielsweise Luft, aus einer nicht scher Abstand von der DUsenmündung entfernt liegt. dargestellten Quelle unter einem vorbestimmten Die Luftblase bricht auseinander und führt demzu- 60 Druck. Die in der Kammer rotierende Strömung tritt folge zu einer Druckänderung in der Düse, wenn die . als Wirbelströmung aus einer Düse 4 aus. Die Innenabzuiastende Fläche einen kritischen Abstand gegen- wandung 5 der Düse 4 verläuft von innen nach außen über der Düse erreicht oder unterschritten hat. etwa konisch. Der Winkel λ, der die Innenwandunglike nozzle, the exiting flow takes a 55 According to F i g. 1 to 3 contains an eddy current teardrop shape Shape that an air bubble with chamber formed chamber 1 two against one another negative pressure includes, provided, set, tangential inputs2,3 for the supply of that the surface to be scanned is further than a critical fluid, for example air, from one not shear distance from the nozzle mouth. represented source under a predetermined The air bubble breaks apart and creates pressure. The current rotating in the chamber occurs result in a pressure change in the nozzle when the. as a vortex flow from a nozzle 4. The interior to be tested Area a critical distance from wall 5 of nozzle 4 runs from the inside to the outside has reached or fallen below the nozzle. roughly conical. The angle λ that the inner wall

Nachteilig ist bei derartigen Schwellwertschaltern, einschließt, beträgt in dem Ausführungsbeispiel etwa daß sie eine relativ weite Schalthysteresis aufweisen 65 120°. An die Düse 4 schließt eine Bodenfläche 6 der und daß ein Aufbrechen der von der Strömung in Kammer 1 an. Der spitze Winkel β zwischen der Boeinetn vorbestimmten Abstand von der Fläche einge- denf'.ächeö und der Innenwandung S der Düse 4 beschlossenen Blase nicht erreicht werden kann, so daß trägt dann etwa 30^ρ. Der Durchmesser der Düse,The disadvantage of such threshold value switches, including, in the exemplary embodiment, is approximately that they have a relatively wide switching hysteresis 65 120 °. The nozzle 4 is followed by a bottom surface 6 which is followed by a break-up of the flow in chamber 1. The acute angle β between the predetermined distance from the surface and the inner wall S of the nozzle 4 cannot be reached, so that it is then about 30 ^ρ . The diameter of the nozzle,

der Winkel « bzw. /i, das Verhältnis des Kammerdurchmessers D zur Kammerhöhe / und der Strömungsmitteldruck sind derart gewählt, daß die ausströmende Wirbelströmung? außerhalb der Kammer 1 sich nach außen auseinanderstülpt und durch Wandhafteffekte entlang der Bodeafläche 6 abströmt. Die Wandhafteffekte entsprechen den bekannten Wandhafteffekten bei Strömungsmittelverstärkera. the angle or / i, the ratio of the chamber diameter D to the chamber height / and the fluid pressure are selected in such a way that the outflowing eddy flow? outside of the chamber 1 is everted to the outside and flows off along the bottom surface 6 due to wall adhesive effects. The wall adhesion effects correspond to the known wall adhesion effects in fluid intensifiers.

Die Kammer enthält eine Druckmeßdüse 8, die zentrisch zu der Düse 4 angeordnet ist. Befindet sich im Schal/abstand h von der Bodenfläche 6 eine Fläche9 (Fig. 3), dann springt die Wirbelströmung7 schlagartig von der Bodenfläche 6 an die Fläche 9. Solange die Wirbelströmung? entlang der Bodenfläche 6 abströmt auf Grund eines Abstandes der Fläche 9 von der Bodenfläche 6, welcher größer als der Schaltabstand Λ ist, ist der Druck an der Druckmeßdüse 8 etwa gleich dem Umgebungsdruck außerhalb der Kammer 1. Befindet sich jedoch die Fläche 9 im Schaltabstand A von der Bodenfläche 6, so springt die Wirbelströmung 7 an die Fläche 9 und schließt dabei die zentrale öffnung der Düse 4 ab. Hierdurch wird ein von inneren Stromfäden der Wirbelströmung? und der Fläche 9 abgeschlossener Raum 10 gebildet, in dem durch Mitreißen von Strömung ein Unterdruck herrscht, welcher als Ausgangssignal an der Druckmeßdüse 8 zur Verfügung steht. Bei einem Schwellwertschalter mit einem Schaltabstand/1 =- 2,0 Omm wurde eine Schalthysteresis von 0,05 mm erzielt.The chamber contains a pressure measuring nozzle 8 which is arranged centrally to the nozzle 4. If there is a surface 9 (Fig. 3) at the shell / distance h from the floor surface 6, then the eddy flow 7 jumps suddenly from the floor surface 6 to the surface 9. As long as the eddy flow? The pressure at the pressure measuring nozzle 8 is approximately equal to the ambient pressure outside the chamber 1, however, if the surface 9 is at the switching distance A. from the bottom surface 6, the eddy flow 7 jumps to the surface 9 and thereby closes the central opening of the nozzle 4. As a result, one of the inner streams of the vortex flow? and the area 9 closed space 10 is formed in which there is a negative pressure due to the entrainment of the flow, which is available as an output signal at the pressure measuring nozzle 8. With a threshold switch with a switching distance / 1 = - 2.0 Ωmm, a switching hysteresis of 0.05 mm was achieved.

Im Gegensatz zu den bekannten Näheruna^schaltern weist der Schwellwertschalter ein digitales Verhalten auf.In contrast to the well-known proximity switches if the threshold switch has a digital behavior.

Bei der Ausführungsform nach Fig.4 ist die Druckmeßdüse 8 mit einem Rohr U verbunden, das sich entlang der Achse bis zur Düse 4 erstreckt. Gemäß F i g. 5 schließt an den äußeren Rand der Düse 4 eine ringförmige Vertiefung 12 in der Bodenfläche 6 an. Hierbei handelt es sich um eine muldenförmige Vertiefung, die zum äußeren Rand der Düse 4 in eine vorspringende Kante 13 ausläuft. Die muldenförmige Vertiefung geht flach in die Bodenfläche* über, die senkrecht zur Achse durch die "St 6 "veranschaulicht ein*n
der außerhalb der Kammer 1 In the embodiment according to FIG. 4, the pressure measuring nozzle 8 is connected to a tube U which extends along the axis to the nozzle 4. According to FIG. 5 adjoins the outer edge of the nozzle 4, an annular recess 12 in the bottom surface 6. This is a trough-shaped depression which ends at the outer edge of the nozzle 4 in a protruding edge 13. The trough-shaped depression merges flat into the bottom surface *, which is illustrated perpendicular to the axis by the "St 6" a * n
outside chamber 1

telteiler 16 erstreckt sich in cmer Ebene et recht zur Achse durch die Düse 4.telteiler 16 extends in cmer level et right to the axis through the nozzle 4.

näte 14, 15 können mit Steuerlc.tungenDevices 14, 15 can be equipped with control units

Nach Fig.6 wird die Fläche von einer Membran 9· gebildet.^· durch ein Druckm.tte oder mechaih in die gestrichelt gezeichnete Lage gebracht kann. ^Cum den SchwcliwcrtschaKer «. *h-l-According to Fig. 6, the surface is formed by a membrane 9 · can be brought into the position shown in dashed lines by a pressure device or mechaih. ^C um den SchwcliwrtschaKer «. * hl-

StattInstead of

Die Kammer 1 muß nicht
Wirbelstromkammer ausgebildet Wirbelstromkammer läßt sich auch c nc in M fr / schematisch dargestellte Kammer I mit einer konusChamber 1 does not have to
Eddy current chamber formed Eddy current chamber can also c nc in M fr / chamber I shown schematically with a cone

des bcnweiiwenscnaiu-ΐΛ ■■»»... — ^ . . · , Winkel .< wird hier jedoch etwas großer. beispicls weise 150 bzw. der* Winkel f wird etwas kiemer, Vw»i«ni<»l<;weise 15 zu wählen sein. des bcnweiiwenscnaiu-ΐΛ ■■ »» ... - ^. . ·, Winkel. <Becomes a bit larger here, however. for example 150 or the * angle f will be somewhat less, Vw »i« ni <»l <; wise 15 to be selected.

Es ist klar daß Merkmale einzelner Figuren m einem AuSrungsbeispiel miteinander zusammengesetzt sein können.It is clear that features of individual figures are put together in an exemplary embodiment could be.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

During the approach of the surface to be scanned patent claims: at the nozzle or vice versa over a certain travel range pressure changes occur in the bladder.

1. Fluid-operated threshold value - the switch does not have a precisely determinable value holder with a conically widening nozzle 5 switching point.

In a floor area of a chamber for the in the object of the invention, emen Stromungsmit-Ricbtung on a surface to be scanned out-operated threshold value switch of the input getende fluid and with a coaxial to the type specified, which a pressure measuring nozzle arranged as closely as possible, thereby determinable switching point largely characterized in that the opening angle has a narrow hysteresis range
of the nozzle (4, 17) is at least 100 °, in such a way that the fluid emerging from the nozzle, according to the invention, the opening angle of the nozzle tel at a distance of the scanned at least 100 °, in such a way, that the fluid emerging from the surface (9) of the switch larger than a critical nozzle at a Entferscher switching distance (A) adheres to the outer bottom of the surface to be scanned by the switch surface (6), while at the bottom greater than a critical switching distance adheres to the outer step of the critical switching distance aui the ren floor area, while it skips the area (9) to be scanned under. step through the critical switching distance on the