DE2322283B2 - Pneumatisches zeitglied, insbesondere fuer verzoegerungsrelais - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein pneumatisches Zeitglied, insbesondere für Verzögerungsrelais, mit einem durch eine drehbare Verstellspinde! einstellbaren Drosselventil in der Luftzuleitung zu einem Druck/Weg-Umformglied, wobei die Verstellspindel in ein verzahntes Skalenräd eingreift, welches mit einer Skala für die Anzahl der Verstellspindelumdrehungen versehen ist, und wobei am Betätigungsknopf der Verstellspindel eine Interpolationsskala für deren Winkelstellung angebracht ist.

Durch die DT-OS 19 59 017 ist ein pneumatisches Zeitglied bekannt, bei welchem das Skalenrad aus einem deckeiförmigen, die Oberseite des Zeitgliedes überdekkenden Kronenrad besteht, dessen Zahnkranz mit einem auf der Verstellspindel angeordneten Zahnritzel kämmt, so daß die Umdrehung der Verstellspindel kontinuierlich in eine untersetzte Bewegung des Kronenrades übertragen wird. Mit der bekannten Anordnung ist es grundsätzlich möglich, eine gewisse Anzahl von Verstellspindelumdrehungen durch eine entsprechende Skalierung des Kronenrades anzuzeigen.

Jedoch läßt sich das zur Anzeige einer größeren Anzahl von Umdrehungen erforderliche Untersetzungsverhältnis nur durch ein verhältnismäßig groß bemessenes Kronenrad erreichen.
Die für verzögert zu betätigende elektromagnetische Relais bestimmten pneumatischen Zeitglieder weisen jedoch nur kleine Abmessungen auf, weshalb es bei der praktischen Verwirklichung der bekannten Ausführungsart bisher nur gelungen ist, vier Umdrehungen der Verstellspindel durch das Kronenrad zur Anzeige zu bringen. Ferner wirft die bei der bekannten Ausführungsart notwendige große: Abmessung des Kronenrades Probleme hinsichtlich des Einbaus des bei solchen Zeitgliedern erforderlichen Luftfilters auf. Für längere Verzögemngszeiten muß die Luftdurchlaßöffnung des Drosselventils sehr eng einstellbar sein, wobei Spalten in der Größenordnung von wenigen hundertstel Millimeter entstehen. Damit solche Haarspaiten sich in staubiger Umgebung nicht allmählich mit Staubpartikelchen zusetzen, muß dem Drosselventil ein Filter vorgeschaltet werden, wobei zugleich darauf geachtet werden muß, daß keim: das Filter umgebende Nebenwege für den Lufteintritt vorhanden sind. Außerdem muß die Filteriläche groß genug gewählt werden, damit die Luftdurchtrittsgeschwindigkeit bei kurzen Verzögerungszeiten trotzdem klein bleibt. Bei den ohnehin kleinen Abmessungen der Zeitglieder ist aber, wenn das Skalenrad wie bei der bekannten Ausführungsart bereits groß bemessen werden muß, kein Raum mehr vorhanden für die Unterbringung eines großdimensionierten Filters.

Die Veränderung des für die Verzögerungszeit maßgebenden engen Luftspalts in der Luftzufuhr erfolgt durchwegs über einen konischen Stift, der in eine entsprechende Bohrung eingeführt wird und der durch ein Feingewinde eine sehr geringe und genaue Einstellung der Drosselung gestattet. Da aber andererseits der Vorteil von pneumatischen Zeitrelais darin besteht, daß sie einen sehr großen Zeitbereich erfassen, beispielsweise von 0,5 bis 180 Sekunden, hat dies zur

so Folge, daß der konische Drosselstift zur Erfassung des gesamten Zeiibereiches eine größere Anzahl von Umdrehungen ausführen können muß. Um eine Verzögerungszeit zwischen 0,5 bis 180 Sekunden empfindlich einstellen zu können, sind zweckmäßigerweise etwa 15 Umdrehungen vorzusehen. Für die praktische Anwendung ist es von Bedeutung, wenn diese Umdrehungen durch eine gewisse Zählung erfaßbar sind, damit einmal gewählte Einstellungen nach Verstellung erneut wiedergefunden werden können, oder aber um von vornherein einen gewissen Hinweis geben zu können, an welcher Stelle der Drosselstift stehen muß, um eine bestimmte Verzögerungszeit zu erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein pneumatisches Zeitglied kleiner Baugröße mit einer über einen weiten Zeitbereich hinweg sehr genau einstellbaren Verzögerungszeit zu schaffen, wobei durch Einbau eines verhältnismäßig großen Luftfilters

die eingestellte Verzögerungszeit über lange Einsatzzeiten hinweg konstant bleiben soll und die Einstellung von Verzögerungszeiten auch noch nach langen Einsatzzeiten exakt reproduzierbar sein soll.

Ausgehend von einem pneumatischen Zeitglied der eingangs genannten Art, ist die !Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zwischen einer Deckelbaugruppe und einem Gehäuseunterteil der Ventilsitzkörper des Drosselventils dicht eingespannt ist, daß die Derkelba.ugruppe eine flache Luftfilterkammer mit einem darin angeordneten, fast die gesamte Querschnittsfläche des Zeitgliedes einnehmenden Luftfilter aufweist, daß der Ventilsitzkörper nur einen Teil des Raums zwischen Deckelbaugruppe und Gehäuseunterteil ausfüllt und im verbleibenden, seitwärts offenen und von der Verstellspindel durchsetzten Zwischenraum das Skalenrad und ein Gewindeteil zur Führung der Verstellspindel angeordnet sind und daß die Verstellspindel an ihrer Mantelfläche s.ur einen einzigen, bei jeder Spindeldrehung einen Fortschaltschritt des Skalenrades bewirkenden Fortschaltzahn besitzt.

Durch die Erfindung werden eine Reihe von Vorteilen erreicht. Zum einen ist es durch die je Verstellspindelumdrehung schrittweise Fortschaltung des Skalenrades nunmehr möglich, ein sehr kleines Skalenrad mit sehr vielen Markierungspunkten zu verwenden, weil bei jeder einzelnen Umdrehung der Verstellspindel das Skalenrad jeweils nur um einen kleinen, frei wählbaren Betrag, z. B. um ein Zwanzigstel des Kreisumfanges des Skalenrades verdreht wird. Die Markierungen auf dem Skalenrad, z. B. eine Folge von Buchstaben, gibt im Zusammenhang mit einer auf dem Betätigungsknopf der Verstellspindel angebrachten Zahlenfolge von 0 bis 9 eine eindeutige Kennzeichnung der Spindeleinstellung bis zu zwanzig Umdrehungen, einschließlich der Teilumdrehungen. Auf diese Weise kann vom Anwender nicht nur jede beliebige vorgenommene Einstellung nach einer Veränderung erneut wieder vorgenommen werden, sondern es ergibt sich noch der weitere Vorteil, daß anhand einer Zeitkurve, welche den Verlauf der Verzögerungszeit über der Anzahl der Spindelumdrehungen zeigt, von vorneherein die spezielle Spindeleinstellung abgelesen werden kann, welche die gewünschte Verzögerungszeit erbringt.

Diese genaue Einstell- und Anzeigeeinrichtung ist bei dem Zeitglied nach der Erfindung mit sehr kleinen Bauabmessungen verwirklicht, so daß in dem Zeitglied, dessen Gesamtgröße im allgemeinen durch die Praxis vorgegeben ist, nunmehr ein ausreichender Raum für die Unterbringung eines Luftfilters solcher Größe gewonnen ist, daß eine Staubablagerung auch nach langen Einsatzzeiten noch zu keiner merklichen Änderung des Strömungswiderstandes des Luftfilters führt. Hierdurch ist gewährleistet, daß die beim Zeitglied eingestellte Verzögerungszeit auch nach langen Einsatzzeiten konstant bleibt und folglich die Einstellung von Verzögerungszeiten exakt reproduzierbar bleibt.

In Weiterbildung der Erfindung kann ferner vorgesehen werden, daß die Verstellspindel zweiteilig ist und aus einem an einem Ende den Ventilkonus betätigenden Schaftteil und einem nachträglich in beliebiger Stellung verdrehungssicher auf das andere Ende des Schaftteiles aufbringbaren Betätigungsknopf besteht, an welchem der Fortschaltzahn angeordnet ist. Diese Maßnahmen erlauben eine Justierung des Zeitgliedes in der Weise, daß die Verstellspindel bei noch nicht aufgebrachtem Betätigungsknopf — also bei noch nicht mit dem Skalenrad gekuppelter Verstellspindel — zunächst auf einen mittleren Einstellwert für die Verzögerungszeit, z. B. auf drei Sekunden eingestellt v.-ird, daß danach das Skalenrad auf die aus der Zeitkurve sich ergebende Marke gedreht wird und danach erst der Betätigungsknopf in einer, ebenfalls aus der Zeitkurve entnehmbaren Winkelstellung auf die Verstellspindel aufgesteckt wird und damit erst der Kupplungseingriff zwischen Verstellspindel und Skalenrad hergestellt wird.

Nach weiteren Merkmalen der Erfindung kann die Deckelbaugruppe an ihrer Unterseite eine den verbleibenden Zwischenraum erweiternde Ausnehmung besitzen und kann dort der Lagerzapfen des Skalenrades angeordnet sein.

Das Gewindeteil für die Führung der Verstellspindel ist der Erfindung zufolge bevorzugt eine relativ zum Gehäuseunterteil verdrehungsfeste, aber axial verschiebbare Mutter, welche durch eine Druckfeder gegen eine in einer Aussparung des Ventifsf tzkörpers angeordnete Dichtscheibe angedrückt ist, wobei die Dichtscheibe die Ventilspindtl mit einem beträchtlichen Reibschluß einfaßt Durch diese Maßnahmen wird ein Festsetzen des Ventilkonus im Ventilsitzkörper sicher ausgeschlossen.

Im Gesamtergebnis wird durch diese Maßnahmen ein sehr genau arbeitendes pneumatisches Zeitglied erreicht, das ein relativ großes Luftfilter besitzt, bei dem Nebenluftwege exakt ausgeschlossen sind, das für einen großen Bereich von einzustellenden Verzögerungszeiten verwendbar ist und das eine genaue Einstellung anhand seiner Skalen ermöglicht.

Das Zeitglied nach der Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 im Vertikalschnitt ein pneumatisches Zeitglied als Teil eines Relais,

Fig.2 einen Teilschnitt gemäß der Linie II-II in Fig.l,

F i g. 3 eine Ansicht auf die Betätigungsseite des Zeitgliedes,

F i g. 4 den Betätigungsknopf des Zeitgliedes,

Fig.5 das Skalenrad mit dem darin eingreifenden Fortschaltzahn des Betätigungsknopfes und

Fig.6 ein Zeitdiagramm, bei welchem auf der Ordinate die Verzögerungszeit«.n und auf der Abszisse die Anzahl der zugehörigen Verstellspindelumdrehungen angegeben sind.

An dem Gehäuseunterteil 1 ist ein Gummibalg 2 über einen Flansch 3 durch mehrere Schrauben dicht befestigt. Der Boden des Balges wird von einer Stange 4 durchsetzt, deren oberer Teil als Vierkantabschnitt Aa ausgebildet ist, der in einer am Gehäuseunterteil 1 befestigten Buchse 5 geführt ist. Auf dem mittleren Abschnitt der Stange 4 sitzt eine Dichtungsplatte 6, die durch eine Druckfeder 7 in Richtung auf die im Balgboden vorgesehene Dichtungslippe belastet ist. Die Dichtungsplatte 6 ist einstückig mit der Stange 4 gefertigt oder durch Löten oder Kleben mit der Stange 4 dicht verbunden, so daß an dieser Stelle kein Nebenweg für einen Luftdurchtritt vorliegt. Auf der Stange 4 sitzt eine weitere, zwischen der Unterseite des Balgbodens und einer Einstellmutter 8 eingespannte Druckfeder 9. Bei der Stellung nach F i g. 1 ist der Balg durch einen durch die Feder 10 belasteten Steuerhebel 11 in seiner komprimierten Stellung gehalten. Der Steuerhebel 11 ist an den Anker 12 eines Elektromagneten angeschlossen und wird bei Einschaltung des

Elektromagneten gegen die Kraft der Feder 10 nach unten gezogen, so daß der Balg 2 nach Maßgabe seiner Luftzufuhr expandieren kann, wobei nach einer gewissen Verzögerungszeit der Flansch der Einstellmutter 8 auf den Schalthebel 13 auftrifft, der den Mikroschalter 14 betätigt. Beim Abschalten des Elektromagneten drückt die Feder 10 die Stange 4 mit der Dichtungsplatte 6 rasch nach oben, wobei der Balg entlüftet wird, ehe die Feder 9 die Dichtungslippe des Balgbodens wieder in Anlage an die Dichtungsplatte 6 bringt.

Die Luftzufuhr zum Balg 2 erfolgt über eine deckelseitige Lufteinlaßöffnung 15. Die Deckelbaugruppe 16 ist als großdimensionierte Filteranordnung ausgebildet und umfaßt ein zwischen Deckelgrundkörper 17 und Kappe 18 dicht eingespanntes Filter 19, welches nahezu die gesamte Querschnittsfläche des Zeitrelais einnimmt.

Zwischen dem Deckelgrundkörper 17 und dem Gehäuseunterteil 1 ist ein Ventilsitzkörper 20 eingespannt, dessen erste Sacklochbohrung 21 unter Zwischenspannung einer Dichtung 22 an die Auslaßöffnung des Filterraumes 23 und dessen zweite Sacklochbohrung 24 unter Zwischenschaltung einer Dichtung 25 an die zum Balginneren führende Bohrung 26 des Gehäuseunterteils angeschlossen ist Die beiden Sacklochbohrungen 21 und 24 sind über eine dritte, horizontale Bohrung des Ventilsitzkörpers 20 miteinander verbunden, die an ihrem in die Sacklochbohrung 24 einmündenden Ende als konische Ventilsitzbohrung 27 für den Einstellkonus einer Verstellspindel 28 ausgebildet ist. Der Ventilsitzkörper 20 nimmt nur teilweise den Raum zwischen Gehäuseunterteil 1 und Deckelbaugruppe 16 ein. In dem verbleibenden Zwischenraum ist eine mit einem feingängigen Innengewinde versehene Vierkantmutter 29 verdrehsicher, aber längsverschieblich im Gehäuseunterteil 1 gehalten, welche die Führung für die Verstellspindel 28 bildet. Die Vierkantmutter 29 besitzt hülsenförmige Enden und wird durch eine Feder 30 mit einem ihrer Enden gegen eine in einer Aussparung des Ventilsitzkörpers 20 angeordnete Dichtscheibe 31 gedruckt. Die Dichtscheibe 31 sitzt so eng und mit einem solchen Reibungsschluß auf dem Spindelschaft, daß sie über ihre Dichtfunktion hinaus auch noch einen Verdrehungsschutz gegen selbsttätige Verstellung der Spindel bei Erschütterungen erbringt. Das andere Ende der Vierkantmutter 29 trägt die Druckfeder 30, die sich an einem buchsenförmigen Dichtungsteil 32 abstützt, welches seinerseits dicht auf der Verstellspindel 28 sitzt.

Die Verstellspindel 28 ist zweiteilig ausgebildet und umfaßt einen den Einstellkonus tragenden Schaftteil 33, welcher an seinem hinteren Ende einen verdickten, mit einer Längsriffelung versehenen Abschnitt 34 aufweist, der mit einem Schlitz zum Ansetzen eines Schraubenziehers oder dgl. versehen ist. Der andere Teil dei Verstellspindel besteht aus einem nachträglich auf der Schaftteil 33 aufsteckbaren Betätigungsknopf 35, dei mit einer zum Abschnitt 34 kongruenten Riffelung 3( versehen ist und Rastnasen 37 zur Hinterfassung dei verdickten Abschnittes 34 besitzt (vergleiche auch F i g. 4). Ferner besitzt der Betätigungsknopf an seinei Mantelfläche eine Längsrippe 38 und trägt an seinei Stirn- oder Sichtfläche eine Skala 39 mit den Ziffern (

ίο bis 9 zur Anzeige der Winkelstellung der Ventilspinde 28.

Der Deckelgrundkörper 17 ist an seiner derr Ventilsitzkörper 20 zugewandten Seite mit einei unteren Ausnehmung versehen, in welcher ein Skalenrad 40 angeordnet ist, welches auf einem am Deckeigrundkörper i7 angeformten Zapfen 41 drehbar gelagert ist und im Inneren eine umlaufende Rippe 42 trägt, deren Rand verzahnt ist. In diesen Rand greifer federbelastete Rastkugeln 43 ein, welche am Gehäuseunterteil 1 abgestützt sind, wobei die Rastkugeln 43 die jeweilige Drehstellung des Skalenrades 40 arretieren. Das Skalenrad 40 weist an seinem Außenring 44 eine Verzahnung in Form bogenförmiger Aussparungen 45 auf (vergleiche auf F i g. 5), in die bei jeder Umdrehung der Verstellspindel 28 die Rippe 38 einmal angreift, um das Skalenrad um einen Teilschritt nach rechts oder links zu bewegen.

An der Mantelfläche des Außenringes 44 des Skalenrades ist eine Skalierung 46 in Form einer Buchstabenfolge A bis P angebracht. Das Skalenrad ist im großen und ganzen durch den Deckelgrundkörper 17 bis auf ein Fenster 47 umschlossen (Vergleiche F i g. 3), durch das jeweils ein Buchstabe des Skalenrades zu sehen ist.

Fig.6 zeigt eine Zeitkurve eines pneumatischen Verzögerungsrelais, aus der man die Zuordnung von Verzögerungszeit und Verstellspindelumdrehung entnehmen kann. Wie bereits erwähnt wurde, wird der Knopf (35) erst nachträglich auf die Spindel (28) aufgedrückt, wenn diese eine Drosselstellung erreicht hat, die der Einstellung von z. B. 3 Sekunden entspricht. Dieser Verzögerungszeit entspricht die Zuordnung »HO« gemäß Diagramm nach F i g. 6. Auf diese Weise ist das pneumatische Zeitrelais in gewissen Grenzen geeicht. Um eine andere Verzögerungszeit als 3 Sekunden zu erreichen, ist es nunmehr nur noch erforderlich, die zugeordneten Werte für eine Verzögerungszeit von 10 Sekunden zu suchen, und man kann dem Diagramm entnehmen, daß eine Verzögerungszeit von 10 Sekunden bei der Stellung »K5« erreicht wird. Man braucht also jetzt nur noch die Verstellspindel so lange zu drehen, bis auf der Skala der Buchstabe »K« der Ziffer »5« gegenübersteht und hat dann angenähert den gewünschten Verzögerungswert voreinstellt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Pneumatisches Zeitglied, insbesondere für Verzögerungsrelais, mit einem durch eine drehbare Verstellspindel einstellbaren Drosselventil in der Luftzuleitung zu einem Druck/Weg-Umformglied, wobei die Verstellspindel in ein verzahntes Skalenrad eingreift, welches mit einer Skala für die Anzahl der Verstellspindelumdrehungen versehen ist, und wobei am Betätigungsknopf der Verstellspindel eine Interpolationsskala für deren Winkelstellung angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer Deckelbaugruppe (16) und einem Gehäuseunterteil (1) der Ventilsitzkörper (20) des Drosselventils dicht eingespannt ist, daß die Deckelbaugruppe eine flache Luftfilterkainmer (23) mit einem darin angeordneten, fast die gesamte Querschnittsfläche des Zeitgliedes einnehmenden Luftfilter (19) aufweist, daß der Ventilsitzkörper (20) nur einen Teil des Raums zwischen Deckelbaugruppe (16) und Gehäuseunterteil (1) ausfüllt und im verbleibenden, seitwärts offenen und von der Verstellspindel (28) durchsetzten Zwischenraum das Skalenrad (40) und ein Gewindeteil (29) zur Führung der Verstellspindel angeordnet sind und daß die Verstellspindel (28) an ihrer Mantelfläche nur einen einzigen, bei jeder Spindeldrehung einen Fortschaltschritt des Skalenrades (40) bewirkenden Fortschaltzahn (38) besitzt.

2. Zeitglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellspindel (28) zweiteilig ist und aus einem an einem Ende den Ventilkonus betätigenden Schaftteil (33) und einem nachträglich in beliebiger Stellung verdrehungssicher auf das andere Ende des Schaftteiles aufbringbaren Betätigungsknopf (35) besteht, an welchem der Fortschaltzahn (38) angeordnet ist.

3. Zeitglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckelbaugruppe (16) an ihrer Unterseite eine den verbleibenden Zwischenraum erweiternde Ausnehmung besitzt und dort der Lagerzapfen (41) des Skalenrades (40) angeordnet ist.

4. Zeitglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewindeteil (29) eine relativ zum Gehäuseunterteil (1) verdrehungsfeste, aber axial verschiebbare Mutter ist, welche durch eine Druckfeder (30) gegen eine in einer Aussparung des Ventilsitzkörpers (20) angeordnete Dichtscheibe (31) angedrückt ist, wobei die Dichtscheibe (31) die Ventilspindel (28) mit einem beträchtlichen Reibschluß einfaßt.