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Fluidischer Signalgeber zur Positionisrung eines auf eine Führung
bewegten Objektes Die Erfindung bezieht sich auf einen fluidischen Signalgeber zur
Positionierung eines auf einer ührung bewegten Objektes.
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Werden Objekte auf einer Führung bewegte z.B. ein Schlitten auf einem
Maschinenbett, ein Workzeuge tragender Revolverkopf eines Revolverdrehautornaten
in die Arbeitspositionen geschwenkt oder die Waschtrommel einer stirnseitig zu beschickenden
automatischen Waschmaschine in die Beladestellung gedreht, so .sind hierzu Signalgeber
erforderlich, die dann ein Signal ausgoben, wenn der auf der Führung bewegte Gegenstand
eine bestimmte Position erreicht hat. Die Anwendung fluidischer Steuerungen sowohl
bei Werkzeugmaschinen wie auch bei automatischen Waschmaschinen sind bekannt. Einige
derartige Maschinen besitzen fluidische Steuervorrichtungen; es ist daher vorteilhaft,
auch fluidisch arbeitende Signalgeber zur Positionierung des auf der Führung bewegten
Objektes anzuwenden. Im einfachsen Falle arbeiten solche fluidischen Signalgeber
derart, daß vom bewegten Objekt eine Lichblende gesteuert wird, welche beim Erreichen
einer bestimmten Position, eine an der Führung angeordneten Empfangsdüse gegenübersteht.
In diesem Falle wird für das Fluid ein Durchgang freigegeben. Auch sind fluidische
Signalgeber, die nach den Düsen-Prallplattenprinzip arbeiten, bekannt. Ein derartiger
Signalgeber besteht aus einer Däse, aus welcllver das Fluid aus tritt und einer
der Düse gegenüberstehenden Prallplatte. Nähert .sich die Prallplatte Es nahe der
Düsenm@ndung, so entsteht elii Stau in der Versorgungsleitung der Düse, der zur
Auslösung eines Signals genutzt wird. DeralXtige Signalgeber sind jedoch nicht in
jedem Falle anwendbar. Oft ist es so, daB sich vom Objekt nur schwer eine Blende
steuern läßt. So ist z,R, die @Anwendung
derartiger Signalgeber
nicht möglich, wemi andere fluidische Stoffe, sei es Öl, Wasser, Lauge, Schster-
und Kühlmittel, Druckluft od.dgl., in den Tastbereich des Signalgeber,s gelangen
können.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Signal geber
zur Positionierung eines auf einer Führung bewegten Objektes zu schaffen, der eine
sichere Signalgabe auch bei Gegenwart anderer fluidischer Stoffe i Bereich der Taststrecke
erlaubt. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der fluidische
Signalgeber aus ;-?ler Fluid kammer besteht, in der eine mit einer abzweigenden
signalleitung versehene Versorgungsdüse hineinragt und in dessen Kammerwand ein
Fluidauslaß eingebracht ist, wobei in der Fluidkammer ein, einen Permanentmagneten
tragender Ventilkolben ge führt ist, der in einer Stellung die Vorsorgungsdüse verschließt,
wenn ein Schaltmagnet dem Permanentmagnet gleichpolig gegenübersteht. Vorzugsweise
ist hierbei die Fluidkaminer mit der Führung und der Schaltmagnet mit dem bewegten
Objekt verbunden.
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Durch diese erfinderische Ausbildung erhält man einen weitgehendst
störunanfälligen und raumsparend gebildeten, jedoch hinreichend empfindlichen fluidischen
Signalgeber zur Positionierung eines auf einer Führung bewegten Objektes.
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Befindet sich z.B. der am bewegten Objekt angebrachte Schaltmagnet
über dem mit dem Ventilkolben verbundenen Permanentmagnet, so wird der Ventilkolben
abwärtsgetrieban und schließt dabei die Versorgungsdüse. Im gegebenen Falle entsteht
ein Stau in der mit der Versorgungsdüse verbundenen Versorgungsleitung. Das Fluid
entweicht durch die Signalleitung und liefert ein Schaltsignal. Ist indessen der
den Permanentmagnet tragende Kolben in seiner oberen unwirksamen Lage, so ist die
Versorgungsdöse frei, so daß das Fluid ausströmt und durch den in der Fluidkammerwand
eingebrachten Fluidauslaß frei abströmt. In diesem Falle steht kein Signal am Ausgang
der von der Versorgungsdüse abzweigenden Signalleitung a.
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Befindet sich der mit dem Objekt verbundene Schaltmagnet über dem
Permanentmagnet desKolbens, so wird das nunmehr gelieferte Signal genutzt, z.B.
den das Objekt bewegenden Antrieb, sei es ein Elektromotor oder eine Kupplung, abzuschalten.
Nach einem zusätzlichen Merkmal der Erfindung befindet sich über dem Permanentmagneten
des Ventilkolbens eine Membran oder Kappe, welche die Fluidkammer gegen das Eindringen
von Frendstoffon verschließt.
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Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, das Objekt mit mohreren im
Ab stand voneinander angeordnete Schaltmagneten auszurüsten.
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Eine derartige Ausführungsform empfiehlt sich, enn das Objekt von
einer Arbeitsstellung in eine andere usw. gebracht werden soll. Eine derartige Anwendungsmöglichkeit
besteht z.B. bei einem Revob'erkopf, der mehrere Werkzeuge trägt und automatisch
nach vollzogener Arbeitsverrichtung eines Wericzeuges und Herausfabren in die flüststellung
in eine zweite Arbeitsstellung gedreht wird. Bei einem Revolver-Drehautomaten besitzt
der Revolvorkopf einen, die Arbeitsstellung fixierenden Indexstift, der beim Lösen
des Revolverkopfes in der Rüststellung selbsttätig berausgezogen wird, worauf sodann
die Drehung des Revolverkopfes in die nächstfolgende Arbeitsposition erfolgt. Kurz
bevor der Revolverkopf seine Raststellung erreicht hat, überstreicht der mit dem
Revolverkopf verbundene Schaltmagnet den Peni:anentniagneten des Ventilkolbens.
Vom Signalgeber wird ein Signal ausgelöst, worauf sodann nahezu gleichzeitig mit
dem Einrasten des Revolverkopfes in die neue Arbeitsstellung durch das entstehende
Fluidsigual der Arbeitsvorschub des Schlittens ausgelöst wird. Vorzugsweise kommt
der, gemäß der Erfindung gestaltete fluidische Signalgeber bei einer mantelseitig
zu beschickenden Waschtrommel einer automatisch arbeitenden Waschmeshine zur Anwendung.
Die die Öffnung in der Waschtrommel abdeckende Einfüllklappe soll bei atillstehender
Waschtrommel, nämlich in der Be- und Entladestellung, Jeweils nach oben sum Deckel
der Waschmaschine gerichtet sein. Der Signal @eber ist hierbei in einem Achsstumpf
des Trommellagors eingeordnet. Das rotierende Trommellager trägt den Schaltmagoclen.
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Liefert das Programmsteuorgerät ein Schaltsignal "Ende", so wird vom
fluidischen Signalgeber ein Signal ausgelöst, ches den Waschtrommelmotor dann stillsetzt,
wenn sich die Waschtrommel in der Beladestellung befindet.
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Weitere Einelheiten der Erfindung sind aus den Zeichnungen ersichtlich,
in welchen anhand eines Ausführungsbeispieles, im vorliegenden Falle einer Waschmaschine,
der fluidische Signalgeber näher erläutert ist.
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Gemäß Figur 1 ist in einem Achsstumpf 1, z.B. einer mantelseitig zu
beschickenden Wass htrommel, eine Fluidkammer 2 eingebracht; in diese Fluidkammer
ragt eine Versorgungsdüse 3 hinein, die eine Zweigleitung 4, nämlich einen Signalkanal
aufweist. Im Boden der Fluidkammer 2 ist ein Auslaß 5 eingelassen, durch den das
durch die Versorgungsdüse 3 in die Fluid kammer 2 einströmende Fluid entweicht.
Wie ersichtlich, ist in der Fluidkammer ein Kolben 6 geführt, der sich über eine
Feder 7 gegen einen an der Kersorgungsdüse 3 angebrachten Konteranschlag 8 ebstützt.
Durch diese Anordnung wird eine Ventilkappe 9 im Abstand von der Mündung 10 der
Versorgungsdüse 3 gehalten. Die Kappe 9 steht i In Verbindung mit einem Permanentmagneten
11, , der den kolben 6 abdeckt. Ein Teller oder eine folie 12 deckt die Fluidkammer
2 nach außen hin ab. Es können somit keine fremden Fluidstoffe in die Fluidkammer
2 eindringen. Ein Schaltmagnet 13 steht mit einem, in Pfeilrichtung 14 rotierenden
Teil, beispielsweise einem Lager einer Wasohrommel, in Verbindung. Der Schaltmagnet
sowie der Permanentmagnet sind derart angeordnet, daß sich die gleichnamigen Pole
gegenüberstehen, Passiert während der Rotation der Waschtrommel der Schaltmagnet
der Permanentmagneten, so wird der Kolben in Pfeilrichtung 15 abwärts getrieben,
so daß dieVentilkappe 9 die Mündung der ?ersorgungsdüse 3 verschließt. Das Fluid
kann somit nicht mehr in den Fluidraum und durch den Auslaß 5 entweichen. Die Signal
leitung 4 wird druckbeaufschlagt,wobei das Fluid entweder einer fluid i schen Veri:nüpfungs
schaltung oder unmittelbar einem Sigi l umsetzer zuströmt.
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Analog zur Figtir 1 kann der fluidische Signalgeber auch in einer
anderen Fiihrung eingeordnet oder auch als sebständiges Bauteil gebildet sein.
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Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch eine stirnseitig zu beschickende
Waschmaschine. im Laugenbehälter 16 ist etne um eine waagerechte Achse 17 rotierende
Waschtrommel 18 gelagert. Das Beladen der Waschtrommel mit Wäsche geschieht durch
Öffnen einen mit dem Trommelmantel 19 gelenkig verbundenen Einfüliklappe -. Bcir
Beladen der Waschtrommel mit Wäsche soll die Einfüllklappe einem, an der Stirnfläche
21 des Gehäuses 22 der Waschmaschine gelenkig angeordneten Dackel 23 gegenüberstehen.
Wie ersichtlich, ragt auf der einen Seite der Waschtrommel ein Achszapfen 1 in den
Laugenbehälterraum 25 hinein. Der in Figur 1 gezeigte Sigmalgeter ist im Achszapfen
1 eingeordnet. Der Schaltmagnet 13 ist im Trommellager 26 eingelassen. Auf der anderen
Seite ist das Trommellager 26' über eine Klaubenkupplung mit t dem Antri.ebsrad
27 verbunden, das über einen Riementrieb 28 mit dem Antricbamotor 28' in Verbindung
steht. Eine fluidische Versorgungsleitung 29 steht ipit der Versorgungsdüse 3 gemäß
Figur 1 in Verbindung, wo hingegen die von Auslaß führende Auslaßleitung 30 entweder
ins Freie führt oder bei der Verwendung eines flüssigen Fluids in einen Versorgungsbehälter
der - nicht dargestellten - fluidischen Steuerung zurückführt. Die Signalleitung
31 ist zu einer fluidischen Verknüpfungsschaltung oder aber unmittelbar an einen
hier nicht dargestellten fluidischen Signalumsetser, der das fluidische Signal in
ein elektrisches Signal umsetzt, geleitet.
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In Figur 3 ist der Signalverlauf zur Steuerung der Waschtrommel beim
Einfahren in die "Parkstellung " dargetellt. Wie insbesonder aus der Signalfolge
33 hervorgeht, steht am Signalkanal 4 bzw. 31 jeweils dann ein Signal 34 an, wenn
der Schaltmagnet den Permanentmagnet des Kolbens während jeweils eines Umlaufes
passiert Die Waschmaschine soll eine fluidisch arbeitende Programmsteuerung besitzen.
Von einer Teilerstufe einer nicht dargestellten Frequenzteilerklette
des
Programmateuergerätes liegt ständig eine Signalfolge 35 an, wobei die einzelnen
Signale 36 mit gleicher Impulsbreite und impulsfolge erscheinen. Erscheint nunmehr
von Proßrammgeber ein Signal "Parken", sc wird beispielsweise das Signal 34' wirksam,
durch das der Stromkreis zum Antriebsmotor unterbrochen wird. Von der nachfolgend
beschriebonen Verkoüpfungsschaltung worden an den Trommelautriebamotor gemäß der
Signalfolge 37 Einschalt@ mpulse 38 mit konstantem Impulsabstand so lange geliefert,
bis am Signalkanal 4 erneut ein Signal 34 ansteht. Durch diese Naßnahtae soll bewerkstolligt
werden, daß durch die Trägheit der Waschtrommel die Parkstellung niht über fahren
wird.
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An der Leitung 39 liegen ständiog Impulse 35 der Frequenzteilerkette
an und somlt auch an einem Impulszoitbegronzer 1.0 - wie gestricbclt umrandet dargestellt
- wcbei om Ausgang 41 des Impulaxeitbagrenzers eine Signalfolge gemäß 37, 38 der
figur 3 ensteht. an einem NOR-Element 42 liegt die vom Schaltmagnet 13 der Trommel
18 erzeugte Signalfolge 33, 34 an, die somit auch invertiert an einem OR-NOR-ELement
43 ansteht. Ein vom Programmstouergerät - nicht dargestellt - nach vollzogtenem
Wuschprogramm geliefertes Signal "Parken" steht an der Fluldleitung r4 an, so daß
dieses Signal ebenfalls über ein HOR-Eleinent 44 am anderen Steuereingang des OR-WCR-Elementrs
43 anliegt. Der Ausgang 43' ist mit einem Steuereingang eines weiteren OR-NOH-Elementes
45 verbunden, wobei der andere Steuereingang am Impuls@citbegreuzetausgang 41 angeschlossen
ist. Liegen also beide Signalfolgen an den Steuereingängen des Elementes 45 an,
so liegt an Ausgang 45' des Elementes 45 kein Signal an, d.h. ein den Antriebsmotor
28' für die Trommel 18 schaltender - nicht dargestellter - Signalumsetzer erhält
keinen Einschaltimpuls. Ber Programmablauf geschieht hierbei. wie folgt: Nach Durchlauf
des Prograinms wird durch das Programmsteuergorät zumächst der Antriebsmotor zum
Antrieb der Waschtrommel abge@chaltet. Die Waschtrommel bleibt in einer beliebigen
L?g,e stehen. Vom Programmstouergerät erfolgt nurmehr ein Signal "Parken" P. Ein
Signal
"Stop" S, geliefert vom Schaltmagnet 43, liege nicht an, so da nur om Steuereingang
41 des OR-NOR-Element 45 die Signal folge 37, 38 ansteht. Dadurch erhält Über den
bevorzugten Ausgang 45' der Signalumsetzer - nicht dargestellt - zum Ein- und Ausschalten
des antriebsmotors 28' Einschaltimpulse E. Die Trommel dreht eich langaam bis in
die Parkstellung, Lat diese Stellung orreicht, erscheint oin Signal S em Steuereingang
des Elementes 42. Das Signal am Steuereingang 42' des Elementes 43 entfällt.
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Somit entsteht ein Signal am Steuereingang 43' des El.omentes 45 wobei
am anderen Steuereingang 41 des glc-ichen Elomentes die Sig.
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nalfolge 37, 38 weiter ansteht. Es entfällt somit das Signal am Ausgang
45': die Trommel wird in der Berkstellung angehalten.
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Beim nächsten Schaltsohritt des Programmsteuorgerätes wird die Waschmaschine
stroules.
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7 P a t e n t a n s p r ü c h e 3 Figuren