DE2534139B1 - Fluidischer, auf eine tragschiene aufsteckbarer umschalter fuer mess-, regel- oder steuergeraete - Google Patents

Description

• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen pneumatisch gesteuerten Umschalter der eingangs genannten Gattung zu schaffen, der ein leichtes Zusammenschalten mehrerer Umschalter zu Schaltungs-
• gruppen mit gemeinsamer Fluidzufuhr ohne Zuhilfenahme externer Zuleitungen ermöglicht.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die den kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches bildenden Merkmale gelöst. Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Der Umschalter nach der Erfindung unterscheidet sich von dem bekannten Umschalter also im wesentlichen in dreierlei Hinsicht: In die Sockelfläche münden beim fluidischen Umschalter nach der Erfindung lediglich die Steuerkanalanschlüsse, während der Arbeitsmittel- oder Fluidauslaßkanal in Form eines vorzugsweise als Schlauchnippel ausgearbeiteten Arbeitsanschlusses mit denjenigen der Steuerkanalanschlüsse wesentlich übersteigendem Querschnitt in der der Sockelfläche gegenüberliegenden Gehäusefläche vorgesehen ist. Weiterhin ist der Auslaßkanal derjenige der drei auch bei dem bekannten Umschalter vorgesehenen Fluidkanäle, der ständig mit der Schaltventilkammer kommuniziert. Schließlich ist der als Einlaßkanal ausgebildete der drei Fluidkanäle in die das Schaltergehäuse durchsetzende Durchgangsleitung geführt, woraus sich insgesamt die Möglichkeit ergibt, eine beliebige Anzahl von Umschaltern ohne Zuhilfenahme externer Leitungen zu einer mit gemeinsamer Fluidzufuhr, beispielsweise Zuluft, beaufschlagten Schaltergruppe zusammenzufassen. Die Umschalter werden dabei in dichter Anlage nebeneinander auf der zu der Durchgangsleitung parallelen Tragschiene angeordnet, wobei die Durchgangsleitungen mittels der vorgesehenen Anschlußnippel bzw.
• Aufnahmesockel miteinander verbunden werden.
• Hierdurch ergibt sich eine die gesamte Umschaltergruppe durchsetzende Durchgangsleitung, die sämtliche Umschalter der Schaltergruppe mit Zuluft versorgt und ihrerseits nur an einer einzigen Stelle mit Arbeits- oder Druckmittel beaufschlagt zu werden braucht.
• Hieraus resultieren beträchtliche Vereinfachungen und Ersparnisse sowohl bei der Herstellung als auch beim Zusammenbau von Umschaltern der erfindungsgemäßen Art. Ist die die Steuermembran beaufschlagende Druckfeder, wie es bei einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen ist, wahlweise in einer der Steuerkammern anbringbar, so lassen sich innerhalb einer einzigen Schaltergruppe mit allen Umschaltern gemeinsamer, durchgehender Durchgangsleitung bestimmte Umschalter wahlweise sowohl als direkter Verstärker oder aber auch als Negator verwenden. Die Ausbildung des Arbeitsanschlusses als Anschlußnippel mit wesentlich größerem Querschnitt als die Steuerkanalanschlüsse gibt schließlich noch die Möglichkeit, den erfindungsgemäßen Umschalter ohne Übergangsstück als Verstärker zwischen Steuermittel- und Arbeitsmittelleitungen zu verwenden.
• Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der schematischen Zeichnung im einzelnen erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten Umschalters im Längsschnitt senkrecht zur Gehäusetrennebene und zur Kippachse des Schaltventil-Betätigungshebels, Fig. 2 den in Fig. 1 dargestellten Umschalter in der Draufsicht, wobei die Lage der Schaltventil- und Steuerkammern skizziert ist, und Fig. 3 eine Schnittdarstellung entlang der Linie und in Richtung der Pfeile III-III von Fig. 2.
• Wie die Zeichnung erkennen läßt, weist der Umschalter nach der Erfindung bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Schaltergehäuse mit zwei schalenartigen Gehäusehälften 10, 12 auf, in deren Trennebene eine elastische Steuermembran 14 angeordnet ist. Die Steuermembran 14 bildet im Schaltergehäuse 10, 12 zwei Steuerkammern 16, 18, die durch die Membran 14 voneinander getrennt sind. Die Steuermembran 14 ist integral mit einem aus Metall od. dgl. bestehenden Betätigungshebel 20 verbunden, der, um eine zur Zeichenebene von Fig. 1 senkrechte Kippachse verschwenkbar, ein mit der Membran einstückig ausgebildetes elastisches Durchführungsteil 22 durchsetzt und an seinem den Steuerkammern 16, 18 abgewandten Ende einen Ventilkörper 24 mit zwei einander gegenüberliegenden Dichtflächen bildet. Je nach der Beaufschlagung einer der Steuerkammern 16, 18 mit fließfähigem Steuermittel, beispielsweise Druckluft, über mit Anschlußnippeln 26, 28 versehene Steuerkanäle 30, 32 wird der Ventilkörper 24 entweder an einen in Fig. 1 obenliegenden Ventilsitz eines Druckmitteleinlaßkanals 34 oder eines weiteren, in eine den Ventilkörper 24 umgebende Schaltventilkammer 36 führenden Kanals 38 zur Anlage gebracht, wodurch eine Arbeits- oder Druckmittelverbindung zwischen dem Druckmitteleinlaßkanal 34 oder aber dem weiteren Kanal 38, der auch eine Belüftungsöffnung sein kann, und einem Druckmittelauslaßkanal 40, der immer mit der Schaltventilkammer 36 in Verbindung steht, hergestellt wird. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Steuermembran 20 durch eine Druckfeder 42 in eine Ruhestellung gedrückt, in der eine Verbindung zwischen dem Druckmittelauslaßkanal 40 und dem weiteren Kanal 38 besteht, so daß also bei einer Beaufschlagung der Steuerkammer 18 über den Steuerkanal 32 mit Steuermittel, beispielsweise Druckluft, der Betätigungshebel 20 in dem Durchführungsteil 22 derart verschwenkt wird, daß eine Fließ- oder Arbeitsmittelverbindung zwischen dem Druckmitteleinlaßkanal 34 und dem Druckmittelauslaßkanal 40 hergestellt wird.
• Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, weist der Druckmittelauslaßkanal 40 bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Umschalter einen Arbeitsanschluß 44 auf, der als Schlauchnippel ausgebildet ist. Erfindungswesentlich ist dabei, daß der Arbeitsanschluß 44 einen wesentlich größeren Querschnitt bzw. eine größere Nennweite hat als die Anschlußnippel 26, 28 für die Steuerkanäle 30, 32, wodurch es möglich ist, den erfindungsgemäßen Umschalter ohne zusätzliches Verbindungsstück zwischen Steuer- und Arbeitsmittelleitungen unterschiedlichen Querschnittes zu verwenden.
• Wie Fig. 2 und 3 erkennen lassen, steht der Druckmitteleinlaßkanal 34 über entsprechende, in dem Gehäuse vorgesehene Bohnmgen mit einer Durchgangsleitung 46 in Verbindung, an deren einem Ende ein über die Seitenfläche des Schaltergehäuses vorstehender Anschlußnippel 48 und an deren anderem Ende ein entsprechender Aufnahmesockel 50 vorgesehen ist. Der Anschlußnippel 48 weist eine Ringnut 52 auf, in der ein Dichtungsring 54, beispielsweise ein herkömmmlicher O-Ring, liegt.
• Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Durchgangsleitung 46 mit Anschlußnippel 48 und Aufnahmesockel 50 ist es möglich, eine Vielzahl von Umschaltern der in der Zeichnung dargestellten Art mit den an einer Sockelfläche 56 angeordneten Steuerkanal -Anschlußnippeln 26, 28 dicht nebeneinander in eine Tragschiene 58 einzusetzen, deren Enden in die in den Gehäusen vorgesehenen Anschlägen 60, 62 einrasten, beispielsweise in Verbindung mit Leitungssystemen, wie sie in der DT-OS 2018928, 2146041 oder der DT-PS 1917727 beschrieben sind, wobei der Anschlußnippel 48 eines Schaltergehäuses jeweils im Aufnahmesockel 50 des daneben angeordneten Schalters dicht aufgenommen wird. Hierdurch werden die Durchgangsleitungen 46 aller zu einer Umschaltergruppe zusammengefaßten Umschalter miteinander verbunden, so daß es möglich ist, alle Schalter der Gruppe aus einer gemeinsamen Arbeitsmittel-oder Zuluftquelle - natürlich kommen sowohl für die Steuerung als auch als Arbeitsmittel auch andere Fließmittel, wie Flüssigkeiten, in Frage - zu versorgen, woraus sich eine beträchtliche Einsparung im Installationsaufwand ergibt. Die nebeneinander angeordneten Umschalter, deren Durchgangsleitungen 46 zur Herstellung einer gemeinsamen Zuluftverbindung durch die beschriebene Steckerverbindung miteinander verbunden sind, können durch einen nicht dargestellten Klemmbügel in dichter Anlage gehalten werden, so daß also die Anschlußnippel 48 zuverlässig in den Aufnahmesockeln 50 verbleiben. Die Enden der durch Aneinanderreihung von Umschaltern entstandenen Durchgangsleitung 46 werden mit nicht dargestellten Anschlußstücken versehen, die entweder dichtschließen oder den Anschluß einer geeigneten Leitung gestatten.
• Die in Fig. 1 erkennbare Druckfeder 42 kann je nach Bedarf entweder in der Steuerkammer 16 oder aber in der Steuerkammer 18 angeordnet werden, wodurch der erfindungsgemäße Umschalter sowohl als direkter Verstärker als auch als Negator bei gemeinsamer Arbeitsmittelversorgung aller zu einer Gruppe zusammengefaßten, auf einer Tragschiene 58 angeordneten Umschalter über die Durchgangsleitung 46 verwendet werden kann.
• Die Gehäusehälften 10, 12 mit den daran jeweils angeordneten Anschlußnippeln usw. sind bei dem ge- zeigten Ausführungsbeispiel im Spritzgußverfahren aus Kunststoff hergestellt und durch geeignete Befestigungsmittel, wie Schrauben 64, die in Fig. 2 schematisch gezeigt sind, unter Einklemmen der Steuermembran 14 dicht miteinander verbunden.
• Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den nachfolgenden Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
• Bezugszeichenliste 10 Gehäusehälfte 12 Gehäusehälfte 14 Steuermembran 16 Steuerkammer 18 Steuerkammer 20 Betätigungshebel 22 Durchführungsteil 24 Ventilkörper 26 Anschlußnippel 28 Anschlußnippel 30 Steuerkanal 32 Steuerkanal 34 Druckmitteleinlaßkanal 36 Schaltventilkammer 38 weiterer Kanal 40 Druckmittelauslaßkanal 42 Druckfeder 44 Arbeitsanschluß 46 Durchgangsleitung 48 Anschlußnippel 50 Aufnahmesockel 52 Ringnut 54 Dichtungsring 56 Sockelfläche 58 Tragschiene 60 Anschlag 62 Anschlag 64 Schraube

Claims (7)

1. Patentansprüche: 1. Fluidischer Umschalter für Meß-, Regel-oder Steuergeräte zum wahlweisen Verbinden eines im wesentlichen parallel zur Ebene eines kippbaren Membranventilkörpers in eine Schaltventilkammer mündenden ersten, ständig mit der Schaltventilkammer kommunizierenden Fluidkanals mit jeweils einem von zwei weiteren, in die Schaltventilkammer mündenden und durch den Membranventilkörper verschließbaren Fluidkanälen, wobei die Schaltventilkammer und die durch eine den Membranventilkörper betätigende Steuermembran getrennten Steuerkammern zu einem aus zwei Gehäusehälften bestehenden, im wesentlichen rechteckigen Schaltergehäuse zusammengefaßt sind, welches lösbar auf eine mehreren Umschaltern gemeinsame, zur Trennebene der Gehäusehälften senkrechte Tragschiene aufsetzbar ist und eine zur Trennebene der Gehäusehälften senkrechte Sockelfläche aufweist, aus der die Steuerkanalanschlüsse der in die beiden Steuerkammern mündenden Steuerkanäle austreten, dadurch gekennzeichnet, daß die die Steuerkanalanschlüsse (26, 28) aufweisende Sockelfläche (56) parallel zur Kippachse (22) des Membranventilkörpers angeordnet ist; daß der ständig mit der Schaltventilkammer (36) kommunizierende erste Fluidkanal (40) der Auslaßkanal ist und mit seinem Arbeitsanschluß (44) an der der Sockelfläche (56) gegenüberliegenden Fläche des Schaltergehäuses (10, 12) mündet; und daß einer (34) der beiden weiteren Fluidkrnäle (34, 38) als Einlaßkanal in eine senkrecht zur Gehäusetrennebene verlaufende, das Schaltergehäuse durchsetzende Durchgangsleitung (46) mündet, an deren einem Ende ein über die betreffende Gehäuse-Seitenfläche vorstehender Anschlußnippel (48) und an deren entgegengesetztem Ende ein entsprechender Aufnahmesockel (50) vorgesehen sind.
2. 2. Umschalter nach Anspruch 1, dadurch gekenr.zeichnet, daß die die Steuermembran (14) vorspannende Feder (42) wahlweise in einer der Steuerkammern (16, 18) anbringbar ist.
3. 3. Umschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsleitung (46) mit Anschlußnippel (48) und Aufnahmesockel (50) einstückig mit dem Schaltergehäuse (10) ausgebildet ist.
4. 4. Umschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsanschluß (44) einerseits und die Durchgangsleitung (46) andererseits in verschiedenen Gehäusehälften (12, 10) vorgesehen sind.
5. 5. Umschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußnippel (48) der Durchgangsleitung (46) eine an den Aufnahmesockel (50) angepaßte Umfangsdichtung (54) aufweist.
6. 6. Umschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsdichtung ein in eine am Außenumfang des Anschlußnippels (48) vorgesehene Ringnut (52) eingelegter Dichtungsring (54) ist.
7. 7. Umschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem die Durchgangsleitung (46) aufweisenden Gehäuseabschnitt Einrichtungen (60, 72) zum Anbringen an einer Tragschiene (58) vorgesehen sind.

   Die Erfindung betrifft einen fluidischen Umschalter nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

   Umschalter dieser Art, die unter Verwendung flüssiger oder gasförmiger Fluide, insbesondere auch mit Druckluft als Steuer- bzw. Arbeitsmittel verwendet werden können, werden in steigendem Umfang zur Durchführung von Schaltungen, z. B. bei Rechenwerken, für Logikoperationen usw. benötigt, bei denen die Anordnung, Anzahl und Zusammenstellung der Umschalter variabel sein müssen.

   Durch die DT-PS 1301724 ist bereits ein Umschalter der eingangs genannten Gattung bekannt, der ein leichtes Zusammenbauen verschiedener Umschalter zu einer Schaltergruppe sowie auch ein leichtes Auswechseln einer aus mehreren fluidischen Umschaltern bestehenden Schaltergruppe ermöglicht. Der innere Aufbau des Umschalters kann dabei der DT-AS 1303304 entsprechen. Für die Zufuhr der Steuer- und Arbeitsmittel können Leitungssysteme verwendet werden, wie sie den Gegenstand der DT-PS 1917727, DT-OS 2018928 oder DT-OS 2146041 bilden, auf die insoweit Bezug genommen wird.

   Bei dem bekannten gattungsgemäßen Umschalter (DT-PS 1 301 724) ist der erste Fluidkanal, der ständig mit der Schaltventilkammer kommuniziert, der Einlaßkanal, der sich demgemäß durch die Betätigung des den Membranventilkörper aufweisenden Schaltventils mit jeweils einem der beiden weiterne Fluidkanäle verbinden läßt, die bei dem bekannten Umschalter als Auslaßkanäle ausgebildet sind. Die Anschlüsse sowohl für die die Steuerkammern beaufschlagenden Steuerkanäle als auch für den Fluideinlaßkanal sowie für die beiden Fluidauslaßkanäle sind dabei mittels in den Gehäusehälften vorgefertigter Bohrungen usw.

   sämtlich aus der genannten Sockelfläche des Schaltergehäuses, die bei dem bekannten Umschalter senkrecht zur Kippachse des Membranventilkörpers angeordnet ist, herausgeführt, wodurch sich die Möglichkeit eines Steckanschlusses an Leitungssysteme der beschriebenen Art ergibt. Umschalter der gattungsgemäßen Art haben sich im Prinzip durchaus bewährt, jedoch ergeben sich dann Schwierigkeiten, wenn derartige Umschalter dazu verwendet werden sollen, eine Vielzahl von Fluidauslaßkanälen mittels jeweils eines Umschalters aus einer gemeinsamen Arbeitsmittelquelle mit Fluid oder Druckmittel zu versorgen. Diese Schwierigkeiten rühren daher, daß bei dem bekannten Umschalter jeder einzelne Umschalter einer Schaltergruppe mit dem ständig mit der Schaltventilkammer kommunizierenden Fluideinlaßkanal einzeln an eine entsprechende Druckmittelleitung angeschlossen werden muß. Das Zusammenschalten mehrerer Umschalter in der Weise, daß eine gemeinsame Druckmittelversorgung gewährleistet ist, kann also nur durch außerhalb des Umschalters selbst vorgesehene Zuleitungen erfolgen.