DE2340468A1

DE2340468A1 - Freistrahl-unterbrecherschalter

Info

Publication number: DE2340468A1
Application number: DE19732340468
Authority: DE
Inventors: David Dr Mitchell; David Dr Retallick
Original assignee: Knorr Bremse GmbH
Current assignee: Knorr Bremse GmbH
Priority date: 1973-08-10
Filing date: 1973-08-10
Publication date: 1975-02-20
Also published as: CH573555A5; DE2340468B2

Description

München, den 2. Aug. 1973 TP11- pd/st

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KNORR - BREMSE G. m. b. H. 8 München 40 Moosacher Straße 80

"Preistrahl-Unterbrecherschalter"

Die Erfindung betrifft einen Freistrahl-Unterbrecherschalter mit zwei sich innerhalb eines freien Abtastspaltes in einem vorgegebenen Abstand koaxial gegenüberstehende Düsen, von welchen die eine (Hauptdüse) über einen Hauptkanal direkt und die andere (Anströmdüse) über einen von dem Hauptkanal abzweigenden, eine Drossel einschließenden Abzweigkanal an eine Strömungs·*· mittelquelle angeschlossen ist und ein mit einem Strömungsmittelverstärker in Verbindung stehender Abtastkanal vorhanden ist, der in Strömungsrichtung hinter der Drossel an die andere Düse anschließt. Derartige Freistrahl-Unterbrecherschalter arbeiten so, daß aus den beiden sich gegenüberliegenden Haupt- und Anströmdüsen Freistrahlen austreten, die in dem freien Raum zwischen den Düsen aufeinander treffen und dort einen Staupunkt bilden. Der der Anströmdüse vorgeschaltete Strömungsmittelwiderstand ist dabei derart gewählt,

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ORIGINAL INSPECTED

daß sich der Staupunkt unmittelbar vor der Anströmdüse einstellt. Wird nun der aus der Hauptdüse austretende Freistrahl durch äußere Einflüsse, z.B. durch einen festen Gegenstand oder durch einen quer auf den Freistrahl auftreffenden Freistrahl unterbrochen bzw. gestört, so wird der aus der Anströmdüse austretende Freiden

strahl durchYentgegenströmenden Freistrahl nicht mehr oder in einem wesentlich geringeren Maße gestaut. Die Folge ist, daß der Druck im Anströmkanal beachtlich sinkt und dadurch ein an den Abtastkanal angeschlossener Verstärker zum Ansprechen gebracht werden kann.

Ein bekannter Freistrahl-Unterbrecherschalter der vorstehenden Art ist derart ausgebildet, daß der Abtastkanal an die Anströmdüse angeschlossen ist, wobei durch Zurücksetzen des bei dem Abtastkanal liegenden Wandabschnittes der Anströmdüse zwischen Abtastkanal und Mündung der Anströmdüse der Kanalquerschnitt in Richtung des von der Strömungsmitteldruckquelle fließenden Strömungsmittel gesehen unmittelbar vor dem Abtastkanal geringer ist als der Kanalquerschnitt hinter dem Abtastkanal .

Die damit erforderliche Kanalabzweigung in einer bestimmten Ausbildung am Eingang der JAnströmdüse erfordert einen relativ breiten>vielfach nicht zur Verfügung

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stehenden Gehäuseabschnitt zur einen Seite des freien Abtastspaltes. Außerdem ist die Herstellung des Freistrahl-Unterbrecherschalters, insbesondere die Kanalabzweigung im Bereich der Anströmdüse relativ aufwendig. So läßt sich der bekannte Freistrahl-Unterbrecherschalter nicht aus einem vollen Material durch einfach gebohrte Kanäle herstellen.

Auf gab©·, der Erfindung ist es daher, einen Freistrahl-Unterbrecherschalter der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem der die Anströmdüse enthältende Gehäuseteil des Schalters zur einen Seite des Abtastspaltes weitgehend schmal ausgebildet werden kann, die Herstellung des Schalters vereinfacht ist und das Schaltergehäuse aus einem vollen Material mit einfach gebohrten Kanälen bestehen kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Abtastkanal in bestimmter Lage nahe dem Ausgang der Drossel von dem Abzweigkanal abzweigt.

Eine besonders vorteilhafte Auführung nach der Erfindung besteht darin, daß in den Abzweigkanal ein Drosselkörper eingesetzt ist, dessen Lage gegenüber der Abzweigstelle des Abtastkanals von dem Abzweigkanal einstellbar ist.

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Weitere vorteilhafte Ausführungen nach der Erfindung können den Merkmalen der übrigen Unteransprüche entnommen werden.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels mehr im einzelnen beschrieben. Die zugehörige Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Aus fuhrungs form.

In der Zeichnung besteht der Freistrahl-Unterbrecherschalter aus einem Gehäuse 1, das einen zur einen Seite offen Abtastspalt 2 umschließt. In dem Gehäuse befindet sich eine erste Längsbohrung 3». die von der dem Abtastspalt abgewandten Rückseite des Gehäuses ausgeht und sich bis zu einer Querbohrung 4 in dem einen Gehäusearm 5 zur einen Seite des Abtastspaltes erstreckt. In der Querbohrung 4 ist ein erster Düsenkörper als Hauptdüse 6 eingepreßt. Die Längsbohrung wird in einem mittleren Gehäuseabschnitt von einer das Gehäuse quer durchdringenden zweiten Querbohrung 7 gekreuzt. Mit Abstand von der Längsbohrung 3 ist bis zur Querbohrung 7 von der Rückwärtigen Gehäuseseite aus eine zweite Längsbohrung 8 geführt, Außerdem ist von der Vorderen Gehäuseseite aus innerhalb des anderen den Abtastspalt begrenzenden Gehäusearmes 9 eine dritte Längsbohrung 10 bis zur zweiten Querbohrung 7 geführt,

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wobei die Anschlußstellen der zweiten und dritten Längsbohrungen einen Abstand voneinander aufweisen.
Die dritte Längsbohrung 10 wird von einer dritten Querbohrung 11 gekreuzt, die den\2?btastspalt begrenzenden
anderen Arm durchdringt. In der Querbohrung 11, deren Achse koaxial zur Achse der Querbohrung 4 verläuft, ist ein als Anströmdüse 12 ausgebildeter Düsenkörper einge-

die _v

preßt. InVzweite Querbohrung 7 ist ein als Drossel wirkender Düsenkörper 13 eingepreßt, dessen eines Ende
(Austrittsende) 13' eine bestimmte einstellbare Lage
gegenüber der Abzweigstelle 14 der zweiten Längsbohrung 8 von der zweiten Querbohrung 7 einnimmt.

An den rückwärtigen Enden der Bohrungen 3 und 8 des
Gehäuses 1 befinden sich jeweils nicht besonders dargestellte Anschlüsse, über die die erste Längsbohrung 3
an eine Stromquelle und die zweite Längsbohrung 8 an
einen Strömungsverstärker angeschlossen ist.
Weder die Stromquelle noch der Strömungsverstärker sind besonders dargestellt.

Durch Anschluß der Druckmittelquelle an die Längsbohrung 3 gelangt Strömungsmittel über den Querkanal 4 einerseits direkt zu der Hauptdüse 6 und andererseits über
die Drossel 13, die Längsbohrung 17 und die Querbohrung 11 in bestimmter Weise gedrosselt zu der Anströmdüse 12.

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Die aus den Düsen austretenden Strömungen bilden vor der Anströmdüse 12 einen eingangs bezeichneten Staupunkt. Die Drossel in der Bohrung 7 ist derart gewählt, daß der Druck des zu der Anströmdüse 12 fließenden Strömungsmittels gleich oder etwas größer ist als der Druck des aus der Hauptdüse austretenden Taststrahles. Hierdurch wird verhindert, daß der Taststrahl und damit von ihm mitgeführte Verunreinigungen in die Anstrftmdüse 12 eintreten können.

Das sich unmittelbar vor der Öffnung der Anströmdüse 12 einstellende Strömungsgleichgewicht zwischen den aufeinandertreffenden Strahlen bewirkt bei Abwesenheit eines Gegenstandes in dem Abtastspalt 2 einen Rückstau in der Anströmdüse 12,woraufhin sich eine Sekundärströmung ausbildet, die über die Bohrungen 11, 10 und 7 in die anschließende Bohrung 8 gelangt. Die Folge ist, daß der Strömungsmitteldruck in dem Abtastkanal einen relativ hohen Wert annimmt.

Gelangt in den Abtastspalt 2 ein Gegenstand zwischen die Hauptdüse 6 und die Anströmdüse 12, wird der Taststrahl vor der Öffnung der Anströmdüse 12 abgefangen (unterbrochen). Die Folge ist, daß über die Bohrung 7, 10 und 11 zugeführtes Strömungsmittel aus der Anströmdüse 12 in den Abtastspalt 2 austreten kann, wobei durch

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die besondere Lage des Drosselausganges 13' gegenüber der Abzweigstelle der Längsbohrung 8 von der Querbohrung 7 Strömungsmittel aus der Längsbohrung 8 injektorartig mitgerissen wird. Wenn also der Taststrahl durch einen Gegenstand in dem Abtastspalt abgefangen (unterbrochen) wird, wird am Auslaß des Unterbrecherschalters ein relativ niedriger oder leicht negativer Druck gemessen.

Befindet sich jedoch in dem Spalt kein Gegenstand, trifft der Taststrahl auf die aus der Anströmdüse 12 austretende Strömung. Der Widerstand der Drossel 13 in der Bohrung 7 ist nun derart gewählt, daß der Druck des zu der Anströmdüse 12 fließenden Strömungsmittels gleich oder etwas größer ist als der Druck des TastStrahles an oder unmittelbar vor der Öffnung der Anströmdüse. Das sich unmittelbar vor der Öffnung der Anströmdüse 12 einstellende Strömungsgleichgewicht zwischen den aufeinandertreffenden Strahlen bewirkt bei Abwesenheit eines Gegenstandes in dem Spalt 2 einen Rückstau in der Anströmdüse 12, woraufhin sich eine Sekundärströmung ausbildet, die über die Bohrungen 10 und 7 in die anschließende Bohrung 8 gelangt. Die Folge ist, daß der Strömungsmitteldruck in der Bohrung 8 einen relativ hohen Wert annimmt .

Da verhindert wird, daß Strömungsmittel des Taststrahles

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in den Abtastkanal eindringt, und sichergestellt ist daß lediglich filtriertes Strömungsmittel (gefilterte luft) in den Abtastkanal gelangt, ist die Möglichkeit einer Verschmutzung eines an den Abtastkanal angeschlossenen, nicht dargestellten digitalen Strömungsmittelverstärkers weitgehend ausgeschlossen.

Hierbei kann es sich z.B. um ein bekanntes, strömungsmittelbetriebenes OR/NOR-Element handeln.

Bei der Abmessung des Strömungsmittelwiderstandes, also der Drossel 13 ist die Lastaufnahme des an dem Abtastkanal angeschlossenen Strömungsmittelverstärkers als auch der Druck des Taststrahles an der Öffnung der Anströmdüse in Rechnung zu stellen. Je höher der erforder-, liehe Strömungsmitteldruck für den angeschlossenen Strömungsmittelverstärker ist, um so geringer ist der Druck' der Strömung, die von den Bohrungen 7, 10 und 11 zu der

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Anströmdüse gelangt. Wird der Druck dieser Strömung zu niedrig, so gelangt der Taststrahl in die Anströmdüse und weiter in die Abtastbohrung 8. Benötigt der Strömungsmittelverstärker im Anschluß an den Abtastkanal 8 einen höheren Strömungsmitteldruck als ursprünglich angenommen, muß der Querschnitt des Strömungsmittelwiderstandes vergrößert werden, damit die vorstehenden Schwierigkeiten ausgeschaltet sind.

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Die in die Bohrungen 4,7 und 11 eingepreßten Düsenkörper 6,12 und 13 können aus Metall oder Kunststoff bestehen, der als Drossel wirkende Düsenkörper 13 besteht vorzugsweise aus Kunststoff und weist eine zylindrische Gestalt auf, die im wesentlichen strömungsmittel-dicht in die Bohrung 7 einschiebbar ist. Dabei läßt sich auf besonders einfache Weise die Drossel derart in der Bohrung 7 verschieben, daß der Drosselausgang 13' eine bestimmte Lage gegenüber der Abzweigstelle der Abtastbohrung 8 von der Querbohrung 7 aufweist.

Je nach der Lage des Drosselausganges 13' gegenüber der Abzweigstelle 14* wird bei Anwesenheit eines Gegenstandes in dem Abtastkanal ein mehr oder weniger hoher Unterdruck in dem Abtastkanal 8 erzeugt.

Durch Verschieben des Drosselkörpers in der Bohrung 7 läßt sich somit ein bestimmter Arbeitspunkt des Schalters leicht einstellen.

Die Erfindung ist nicht auf ein in die Bohrung einge- ■ setzten Drosselkörper beschränkt vielmehr kann die Bohrung 7 auch aus zwei koaxialen Bohrabschnitten bestehen die mit Abstand voneinander enden und durch eine Drosselbohrung miteinander verbunden sind. Um den Drosselaus- * gang gegenüber der Abzweigstelle H der Abtastbohrung 8

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genau festlegen zu können, kann der an den Drosselausgang anschließende Rohrabschnitt bei gleichzeitiger Verkürzung der axialen Länge der Drosselbohrung tiefer aufgebohrt werden. Damit würde der Abstand des Drosselausganges von der Abzweigstelle der Abtastbohrung 8 von der Bohrung 7 vergrößert.

Der Anmeldungsgegenstand ist besonders einfach ausgebildet, da die einzelnen Strömungswege aus einfachen Bohrungen in einem Gehäuse aus vollem Material bestehen können. Nicht benötigte Bohrungsaustritte am Gehäuse können durch bündig eingepreßte Kugeln 16 strömungsdicht abgeschlossen werden. Es ist klar, daß die Erfindung nicht auf Freistrahl-Unterbrecherschalter beschränkt ist, die in Kanäle oder Bohrungen eingepreßte Haupt- bzw. Abtastdüsen enthält. Wesentlich für die Erfindung ist, daß die Abtastbohrung 8 nicht bis an die Anströmdüse herangeführt sein muß, daß es vielmehr ausreichend ist die Abtastbohrung 8 an einer bestimmten Stelle vor dem Düsenaustritt von der Bohrung 7 abzweigen zu lassen. Auf diese Weise kann der die Anströmdüse umfassende Gehäuseteil zur einen Seite des Abtastspaltes 2 besonders schmal ausgebildet werden, da dieser Gehäuseteil lediglich an den Längskanal und einen diesen kreuzenden Querkanal aufweisen muß.

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Die Erfindung ist im übrigen nicht auf Freistrahl-Unterbrecherschalter der dargestellten Art beschränkt,bei denen der Abtast palt von zwei seitlichen Gehäuseteilen begrenzt ist. Vielmehr kann der Abtastspalt auch zwischen einem schmalen Gehäuseabschnitt und dem übrigen Gehäusekörper begrenzt sein^wobei dann in dem Gehäuseabschnitt die Anströmdüse untergebracht ist.

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Claims

Patentansprüche

Strömungsmittelbetriebener Freistrahl-Unterbrecherschalter mit zwei sich innerhalb eines freien Abtastspaltes in einem vorgegebenen Abstand koaxial gegenüberstehenden Düsen, von welchen die eine ( Hauptdüse) über einen Hauptkanal direkt und die andere (Anströmdüse) über einen von dem Hauptkanal abzweigenden und eine Drossel einschließenden Abzweigkanal an eine Strömungsmittelquelle angeschlossen ist und ein mit einem Strömungsverstärker in Verbindung stehender Abtastkanal vorhanden ist, der in Strömungsrichtung hinter der Drossel an die andere Düse angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtastkanal in bestimmter lage nahe dem Ausgang der Drossel von dem Abzweigkanal abzweigt.
2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Abzweigkanal ein Drosselkörper eingesetzt ist, dessen Lage gegenüber der Abzweigstelle des Abtastkanals von dem Abzweigkanal einstellbar ist.
3. Schalter nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abzweigkanal je einen das Schaltergehäuse durchdringenden Querkanal umfaßt,der den Hauptkanal kreuzt und von dem der Abtastkanal und stromab-

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wärts mit Abstand von der Abzweigstelle des Abtastkanals ein Anschlußkanal zur Anströmdüse abzweigen und daß in dem Querkanal ein in seiner Lage gegenüber der Abzweigstelle des Abtastkanals verschieblieher Düsenkörper eingesetzt ist.

4-, Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abzweigkanal zwei von entgegengesetzten Gehäuseseiten ausgehende koaxiale Bohrabschnitte umfaßt, die durch eine die Drossel bildende, eng-querschnittige Bohrung miteinander verbunden sind, daß der mit dem Drosseleingang verbundene eine Bchrabschnitt den Hauptkanal kreuzt, nahe dem Drosselausgang vom anderen Bohrabschnitt der Abtastkanal und mit Abstand von der Abtastkanal-abzweigung stromab ein mit der Anströmdüse in Verbindung stehender Anschlußkanal abzweigt.

5· Verfahren zur Herstellung des Schalters nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die koaxial, durch eine Drosselbohrung miteinander verbundenen Rohrabschnitte bis auf einen bestimmten gegenseitigen Abstand voneiander aufgebohrt und die Kippe des an den Drosselausgang anschließenden einen Bohrabschnittes zur genauen Festlegung der Lage der Abzweigung des Abtastkanals gegenüber dem Drosselaus-

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gang "bei gleichzeitiger Verkürzung der Drosselkanallänge nachgebohrt wird.

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