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Pneumatisches Fl ip-Flop
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Die Erfindung betrifft ein pneumatisches Flip-Flop.
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Ein bekanntes pneumatisches Flip-Flop ist aus Membranelementen aufgebaut
und arbeitet ausschließlich im Niederdruckbereich bis etwa 1,4 b. Bei Verwendung
eines solchen Flip-Flops zur Steuerung von pneumatischen Arbeitsventilen und Arbeitszylindern
sind unbedingt zusätzlich Druckverstörkungselemente notwendig, um an den Arbeitsventilen
oder Arbeitszylindern die zur Verstellung notwendigen Druckkräfte zur Verfügung
zu haben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein pneumatisches Flip-Flop
zu schaffen, das im Hochdruckbereit mit Drücken von bis zu ca. 8b arbeitet.
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Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichnungsteil
des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Die Verwendung des erfindungsgemäßen Flip-Flops in pneumatischen Steueranlagen
macht Druckversturkungs- oder Druckreduzierungselemente überflüssig. Die gesamte
Steueranlage,einschließlich der Arbeitselementefwerden von dem gleichen Pneumatiknetz
beaufschlagt. Das erfindungsgemäße Flip-Flop ist äußerst robust und kann als kompakte,
raumsparende Baueinheit ausgebildet werden.
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Das erfindungsgemäße Flip-Flop läßt sich besonders vorteilhaft in
pneumatischen Steuerscha 1 tungen für Spannvorrichtungen verwenden. Zum Betätigen
des das Werkzeug spannenden Arbeitszylinders muß nur eine einzige Taste zur Einleitung
des Umsteuervorgangs des Arbeitszylinders kurzzeitig betätigt werden.
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Je nach Stellung des Arbeitszylinders wird dieser in seine jeweilig
andere Stellung überführt.
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Durch geringFügige Ergänzung des erfindungsgemäßen Flip-Flops lassen
sich in einer solchen pneumatischen Steuerschaltung, insbesondere in einer Zweihand-Steuerschaltung,für
pneumatische Spannvorrichtungen ohne nennenswerten Mehraufwand zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen
für das Bedienungspersonal erzielen, beispielsweise dahingehend, daß absolut verhindert
wird, daß die Bedienungsperson während der Schließbewegung des Arbeitszylinders
versehentlich eine Hand zwischen den zugehenden Arbeitszylinder und das zu spannende
Werkstück bringen kann.
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Das erfindungsgemäße pneumatische Flip-Flop eignet sich aber auch
vorteilhaft zum Aufbau von pneumatischen Binärzählern. Dies läßt sich mit relativ
geringen zusätzlichen weiteren Bauelementen in einfachster Weise bewerkstelligen.
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Weitere Ausführungsformen der Erfindung mit erfindungswesentl ichen
Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche, auf die
hier ausdrücklich Bezug genommen wird. Diese weiteren Ausführungsformen der Erfindung
sind in der Beschreibung im einzelnen näher erläutert.
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Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen
im folgenden beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 den Schaltplan einer das Flip-Flop enthaltenden
pneumatischen Zweihand-Steuerschaltung für eine Spannvorrichtung, Fig. 2 eine perspektivische
Ansicht des als Kompaktbaueinheit ausgebildeten Teils des Flip-Flop in Fig. 1
Fig.
3 einen Schnitt längs der Linie 111-111 in Fig. 2, Fig. 4 einen Schnitt längs der
Linie IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 den Schaltplan einer pneumatischen Zweihand-Steuerschaltung
für eine Spannvorrichtung mit dem Flip-Flop gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 6 den Schaltplan eines pneumatischen Binärzählers mit mehreren Flip-Flops gemäß
einem dritten Ausführungsbeispi e I .
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Das in Fig. 1 mit 10 bezeichnete pneumatische Flip-Flop weist insgesamt
vier Wegeventile 11 - 14 auf. Das erste Wegeventil 11 und das zweite Wegeventil
12 sind jeweils als 5/2-Wege-lmpulsventile mit Federrückstellung ausgebildet. Das
dritte Wegeventil 13 ist als 5/2-Wege-lmpulsventil ausgebildet, wo hingegen das
vierte Wegeventil 14 zwei Schaltstellungen und mindestens vier gesteuerte Anschlüsse,
hier fünf, aufweist (hier ein 5/2-Wegeventil).
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In Fig. 1 sind ebenso wie in den weiteren Figuren die Bezeichnung
der Anschlüsse A,B, des Zuflusses P,der Anschlüsse R,S und der Steueranschlüsse
Y, Z der Wegeventile 11 - 14 nach DIN 24300 vorgenommen.
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Der S-Anschluß des ersten Wegeventils 11 bildet den Eingang 15 des
Flip-Flops 10 und ist mit den beiden Steueranschlüssen Y des ersten und zweiten
Wegeventils 11 und 12 verbunden. Der B-Anschluß des ersten Wegeventils 11 ist mit
dem S-Anschlußdes zweiten Wegeventils 12 und der B-Anschluß des zweiten Wegeventils
12 mit dem Zufluß P des dritten Wegeventils 13 verbunden. Die beiden AnschlUsse
A, B des dritten Wegeventils 13 sind mit je einem der beiden Steueranschlüssen Y,
Z des vierten Wegeventils 14 derart verbunden, daß in allen Schaltstellungen des
dritten und vierten Wegeventils 13 und 14 der gerade durchlässig geschaltete Anschluß
A oder B des
dritten Wegeventils 13 an dem Steueranschluß Y oder
Z des vierten Wegeventils 14 liegt, der bei Impulsbeaufschlagung eine Umsteuerung
des vierten Wegeventils 14 bewirkt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel des Flip-Flops
10 ist der A-Anschluß des dritten Wegeventils 13 mit dem Y-Steueranschluß des vierten
Wegeventils 14 und der B-Anschluß des dritten Wegeventils 13 mit dem Z-Steueranschluß
des vierten Wegeventils 14 verbunden. Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, ist der B-Anschluß
des dritten Wegeventils 13 auf Durchgang geschaltet. Die Stellung des vierten Wegeventils
14 ist so, daß bei Beaufschlagung des Z-Steueranschlusses durch einen Impuls über
den B-Anschluß des dritten Wegeventils 13 das vierte Wegeventil 14 umgesteuert wird.
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Die Arbeitsanschlüsse A und B des vierten Wegeventils 14 sind mit
den R-Anschlüssen des ersten und zweiten Wegeventils 11,12 verbunden. Die Arbeitsanschlüsse
A und B des vierten Wegeventils 14 bilden gleichzeitig die beiden Ausgänge 16 und
17 des Flip-Flops 10. Wie bei einem Flip-Flop üblich,führt jeweils ein Ausgang 16
bzw. 17 des Flip-Flops High-Signal, während gleichzeitig der andere Ausgang 17 bzw.
16 Low-Signal aufweist.
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Die A-Anschlüsse des ersten und des zweiten Wegeventils 11, 12 sind
mit je einem der Steueranschlüsse Y und Z des dritten Wegeventils 13 derart verbunden,
daß mit Signalwechsel an den Ausgängen 16, 17 des Flip-Flops 10 das dritte Wegeventil
13 umgesteuert wird. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Flip-Flop 10 ist dabei der
A-Anschluß des ersten Wegeventils 11 mit dem Y-Steueranschluß des dritten Wegeventils
13 und der A-Anschluß des zweiten Wegeventils 12 mit dem Z-Steueranschluß des dritten
Wegeventils 13 verbunden.
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Der Zufluß P des vierten Wegeventils 14 bildet den Anschluß 18 des
Flip-Flops 10 für ein Pneumatiknetz 19.
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Die Wirkungsweise des Flip-Flops 10 in Fig. 1 ist wie folgt: Die vier
Wegeventile 11 - 14 sollen zunächst die in Fig. 1 dargestellten Positionen einnehmen,und
zwar stehen das erste und das zweite Wegeventil 11 und 12 in ihrer 0-Position und
das dritte und vierte Wegeventil 13 und 14 jeweils in ihrer 1-Position. An den Eingang
15 des Flip-Flops ist ein Impulsgeber 20 angeschlossen. Sendet nunmehr der Impulsgeber
20 einen Impuls aus, so bewirkt dieser über die Steueranschlüsse Y des ersten und
zweiten Wegeventils 11 und 12 eine Umsteuerung dieser Wegeventile 11 und 12 entgegen
der Kraft ihrer Rückstellfedern 21 und 22 in ihre 1-Position. In dieser Stellung
ist der B-Anschluß des ersten Wegeventils 11 mit dem S-Anschluß und damit mit dem
Eingang 15 des Flip-Flops verbunden. Auch der B-Anschluß des zweiten Wegeventils
12 ist mit dessen Anschluß verbunden.
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Der am Eingang 15 des Flip-Flops 10 anstehende Impuls gelangt also
über die Leitung 23 an den Zufluß des dritten Wegeventils 13 und über den durchlässig
geschalteten B-Anschluß des dritten Wegeventils 13 an den Z-Steueranschluß des vierten
Wegeventils 14. Das vierte Wegeventil 14 wird umgesteuert und nimmt nunmehr seine
2-Position ein. Dadurch wird der Zufluß P des vierten Wegeventils 14 von dem B-Arbeitsanschluß
auf den A-Arbeitsanschluß umgeschaltet. Der Ausgang 17 des Flip-Flops 10, der vorher
High-Signal geführt hat, nimmt nunmehr Low-Signal an, während der Ausgang 16 des
Flip-Flops 10, der vorher Low-Signal hatte, nunmehr High-Signal führt, also Druckluft
über den Anschluß 18 vom Pneumatiknetz 19 erhält.
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Mit Wegfall des Impulses am Eingang 15 des Flip-Flops 10 gehen das
erste Wegeventil 11 und das zweite Wegeventil 12 unter der Wirkung ihrer Rückstelifedern
21 bzw. 22 wieder in ihre 0-Position zurück. Das am A-Arbeitsausgang des vierten
Wegeventils 14 nach wie vor anstehende High-Signal gelangt über die Leitung 24 an
den R-Anschluß des ersten Wegeventils 11 und zu dem auf Durchgang geschalteten A-Anschluß
des ersten Wegeventils 11. Von hier gelangt das High-Signal über die Leitung 25
auf den Y-Steueranschluß des dritten Wegeventils 13,und dieses wird in die 2-Position
überführt. Wie aus Fig. 1 leicht zu erkennen ist, ist in dieser 2-Position der A-Anschluß
des
dritten Vgeventils 13 mit dem Zufluß P verbunden, während der B-Anschluß entlüftet
ist. Bei allen Umsteuervorgöngen der Wegeventile 13 und 14 sind die jeweils nicht
wirlesamen SteueranschlUsse,wie leicht aus Fig. 1 zu ersehen ist, entlüftet. So
z.B. ist der Z-Steueranschluß des dritten Wegeventils 13 bei dessen eben beschriebenem
Umsteuervorgang über die Leitung 26,den A-Anschluß des zweiten Wegeventils 12, den
Anschluß des zweiten Wegeventils 12 der Leitung 27, den B-Arbeitsanschluß des vierten
Wegeventils 14 und den S-Anschlul3 des vierten Wegeventils 14 entlüftet.
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Gelangt nun ein zweiter Impuls an den Eingang 15 des Flip-Flops 10,so
werden das erste Wegeventil 11 und das zweite Wegeventil 12 wiederum in ihre 1-Position
überführt. Diesmal gelangt der Impuls am Steueranschluß 15 über die Leitung 23 an
den d-Jrchgängig geschalteten A-Anschluß des dritten Wegeventils 13, da ja dieses
in seiner 2-Position steht. Der Impuls gelangt von dem A-Anschluß des dritten Wegeventils
13 an den Y-Steueranschluß des vierten Wegeventils 14 und steuert dieses wieder
in dessen in Fig. 1 dargestellte 1-Position. Über den Zufluß P des vierten Wegeventils
14 führt nunmehr der durchlässig geschaltete B-Arbeitsanschluß des vierten Wegeventils
14 High-Signal und damit auch wieder der Ausgang 17 des Flip-Flops 10. Der A-Arbeitsanschluß
des vierten Wegeventils 14 ist über den R-Anschluß entlüftet, und der Ausgang 16
des Flip-Flops 10 weist Low-Signal auf. Mit Wegfall des Impulses am Eingang 15 des
Flip-Flops 10 gehen das erste und das zweite Wegeventil 11 und 12 wieder in ihre
0-Position zurück. Das High-Signal am B-Arbeitsanschluß des vierten Wegeventils
14 steht an dem R-Anschuß des zweiten Wegeventils 12 und damit über den mit diesen
R-Anschluß verbundenen A-Anschluß und die Leitung 26 an dem Z-Steueranschlußdes
dritten Wegeventils 13 an. Dadurch wird das dritte Wegeventil 13 wiederum in seine
in Fig. 1 dargestellte 1-Position zurückgeführt. Der Y-Steueranschluß des dritten
Wegeventils 13 ist hierbei wiederum entlüftet.
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Das vierte Wegeventil 14 des Flip-Flops 10 in Fig. 1 ist als 5/2-Wegeventil
ausgebildet. Es kann aber auch ein 4/2-Wegeventil oder, wie in Fig. 6, ein 4/2-Wege-lmpulsventil
sein. Wichtig ist nur, daß das vierte Wegeventil 14 zwei Schaltstellungen und mindestens
vier gesteuerte Anschlüsse aufweist.
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Das erste, zweite und dritte Wegeventil, 11, 12 und 13 können zweckmäßigerweise
zu einer kompakten Baueinheit 38 zusammengefaßt werden.
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Diese Baueinheit 38 ist in Fig. 2 dargestellt. Dabei sind das erste,
zweite und dritte Wegeventil 11, 12 und 13 jeweils an einer ebenen Fläche 28, 29
und 30 eines Körpers 31 angeordnet. Dieser Körper 31 kann aus Metall oder Plexiglas
sein und weist Kanäle 32 auf, welche die die drei Wegeventile 11 - 13 miteinander
verbindenden Leitungen 23, 25, 26,sowie die in Fig. 1 nicht mit Bezugszeichen belegten
Leitungen zwischen dem ersten und zweiten Wegeventil 11 und 12,bilden. Die Baueinheit
38 ist in Fig. 1 strichpunktiert schematisch angedeutet.
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Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch den Körper 31 in Fig. 2 längs der
Linie.
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111-111. Hier ist besonders deutlich zu sehen, daß diese Kanäle 32
als von den ebenen Flächen 28 - 30 ausgehende Bohrungen ausgebildet sind. Die zu
dem Eingang 15 des Flip-Flops 10 bzw. zu dem vierten Wegeventil 14 führenden Anschlüsse
der kompakten Baueinheit sind als Schlauchanschlüsse 33 - 37 aus dem Körper 31 herausgeführt
( Fig. 2 ). In Fig. 1 sind diese Schlauchanschlüsse 33 - 37 als Anschlußpunkte eingezeichnet.
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Dieser räumliche Aufbau des Flip-Flops 10 in Fig. 1 gemäß den Fig.
2 - 4 läßt ein raumsparendes, kompaktes und handliches Bauteil entstehen, das je
nach Wahl des vierten Wegeventils 14 durch wenige Schlauchleitungen zu einem kompletten
Flip-Flop 10 ergänzt werden kann. Die Verwendungsmöglichkeiten des Flip-Flops vermehren
sich dadurch vielfältig, ohne daß innerhalb dieses als kompakte Baueinheit 38 zusammengefaßten
Teils irgendwelche konstruktiven Änderungen notwendig wären.
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Das vorstehend beschriebene Flip-Flop 10 ist in Fig. 1 in einer sogenannten
Zweihand-Steuerschal tung für eine pneumatische Spannvorrichtung angewendet.
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Der Arbeitszylinder 39 ist mit dem Schließer an den Ausgang 16 und
mit -dem Öffner an dem Ausgang 17 des Flip-Flops 10 angeschlossen. Sobald der Ausgang
16 des Flip-Flops 10 High-Signal aufweist, spannt der Arbeitszylinder 39 das jeweilige
Werkstück. Zum Lösen des eingespannten Werkstückes muß der Impulsgeber 20 betätigt
werden. Wie vorstehend ausgeführt, wechselt das Signal an den Ausgängen 16 und 17
des Flip-Flops 10 Am Ausgang 17 liegt nunmehr High-Signal an, also Druckluft. Der
Ausgang 16 des Flip-Flops 10 ist entlüftet. Der Kolben 40 des Arbeitszylinders 39
wird in seine in Fig. 1 dargestellten Stellung zurückgeschoben, wobei die Spannvorrichtung
gelöst und das Werkstück freigegeben wird. Damit die Bedienungsperson nicht versehentlich
beim Spannen oder Lösen ihre Hände in Nähe des Arbeitszylinders 39 bzw. des Kolbens
40, insbesondere zwischen Werkstück und Kolben 40, bringen kann, ist der Impulsgeber
20 als Zweihandbedienung ausgebildet.
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Um am Ausgang des Impulsgebers 20 einen Impuls zu erhalten und damit
die Spannvorrichtung zu betätigen, müssen beide Tasten 41 und 42 gleichzeitig gedrückt
werden. Zum Spannen und Lösen sind jeweils immer nur diese beiden Tasten kurzzeitig
aber gleichzeitig zu betätigen.
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Das ebenfalls in einer sogenannten Zweihand-Steuerschaltung für eine
Spannvorrichtung angewendete Flip-Flop 43 in Fig. 5 unterscheidet sich von dem Flip-Flop
10 in Fig. 1 nur durch ein zusätzliches pneumatisches ODER-Element 44. Dieses ODER-Element
44 ist in eine der Verbindungsleitungen zwischen den Anschlüssen A bzw. B des dritten
Wegeventils 13 und den SteueranschlüssenY bzw. Z des vierten Wegeventils 14 eingeschaltet.
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Hier ist das ODER-Element 44 in der Leitung 45 zwischen dem A-Anschluß
des dritten Wegeventils 13 und dem ?(-Steueranschluß des vierten Wegeventils 14
angeordnet. Der Ausgang des pneumatischen ODER-Elements 44 ist dabei mit dem Steueranschluß,
hier dem Y-Steueranschluß, des vierten Wegeventils 14 verbunden. Der eine Eingang
des ODER-Elements 44 ist mit dem A-Anschluß des ersten oder zweiten Wegeventils
11 oder 12, hier mit dem A-Anschluß des zweiten Wegeventils 12, verbunden. Der zweite
Eingang
des ODER-Elements 44 ist mit einem Anschluß, hier mit dem A-Anschluß des dritten
Wegeventils 13 verbunden. Wie aus Fig. 5 leicht zu erkennen ist, ist damit das ODER-Element
44 in die Verbindungsleitung 45 des A-Anschlusses des dritten Wegeventils 13 und
desjenigen Steueranschluß, hier der Y-Steueranschluß, des vierten Wegeventils 14
eingeschaltet, der das vierte Wegeventil 14 auf den mit dem Öffner des Arbeitszylinders
39 verbundenen Arbeitsanschluß, hier der B-Arbeitsanschluß, durchlässig steuert.
Gleichwohl ist der eine Eingang des ODER-Elements 44 mit dem A-Anschluß desjenigen
des ersten oder zweiten Wegeventils 11 oder 12 verbunden, dessen R-Anschluß mit
dem an dem Öffner des Arbeitszylinders 39 angeschlossenen Anschluß, hier der B-Anschluß
des vierten Wegeventils 14 verbunden ist. Zum Anschließen des ODER-Elements 44 ist
in der Baueinheit 38 die Leitung 26 herausgeführt und endet in dem Schlauchanschluß
46 ( Fig. 3).
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Durch dieses ODER-Element 44 im Flip-Flop 43 wird eine zusätzliche
Sicherheitsmaßnahme für die Bedienungsperson in der pneumatischen Steuerschaltung
für die Spannvorrichtung, die im übrigen identisch mit der Spannvorrichtung in Fig.
1 ist, erzielt. Die Bedienungsperson ist bei dieser Steuerschaltung gezwungen,beim
Schließvorgang der Spannvorrichtung beide Hände so lange am Impulsgeber 20 zu lassen,
bis das Werkstück gespannt ist.
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Wird der Impulsgeber 20 nur kurzzeitig betätigt und ist der Kolben
40 des Arbeitszylinders 39 noch nicht in seiner das Werkstück spannenden Endstellung
angelangt, so bewirkt das Verschwinden des Impulses am Eingang 15 des Flip-Flops
10 die Rückstellung des ersten und des zweite Wegeventils 11 und 12 in ihre 0-Position.
Der mit dem Öffner des Arbeitszylinders 39 verbundene Ausgang 17 des Flip-FlopslO
erhält bei weiteren Bewegen des Kolbens 40 in Schließstellung Staudruck, der über
die Leitung 27, den R-Anschluß des zweiten Wegeventiles 12, den A-Anschluß des zweiten
Wegeventils 12 und den mit diesem A-Anschluß verbundenen Eingang des ODER-Elements
44 an den Y-Steuereingang des vierten Wegeventils 14 gelangt. Der Staudruck am Y-Steuereingang
stellt das vierte Wegeventil 14 wieder in die 1-Position zurück, da am Z-Steuereingang
des vierten Wegeventils 14 mit Verschwinden
des Steuerimpulses
am Eingang 15 des Flip-Flops 10 auch der pneumatische Druck verschwunden ist. Mit
Umschalten des vierten Wegeventils 14 wird aber der Öffner des Arbeitszylinders
39 über den Ausgang 17 des Flip-Flops 10 wieder mit Luftdruck beaufschlagt und der
Kolben 40 bewegt sich wieder in seine in Fig. 5 dargestellte Ausgangsposition zurück.
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Erst wenn die Bedienungsperson so lange die beiden Tasten 41 und 42
gedrückt hält, bis der Spannvorgang beendet und der Staudruck im Öffner des Arbeitszylinders
39 abgebaut ist, bleibt nach Wegfall des Druckimpulses am Eingang 15 des Flip-Flops
43 die Spannvorrichtung geschlossen, bis sie durch erneutes Betätigen der beiden
Tasten 41 und 42 des Impulsgebers 20 gelöst wird.
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Da die Steuerschaltung und die Flip-Flops in Fig. 1 und 5 bis auf
das ODER-Element 44 und dessen Anschlüsse übereinstimmen,sind gleicheBauelemente
in beiden Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In Fig. 6 ist der Schaltplan eines pneumatischen Binärzählers dargestellt,
der - wie jeder Binärzähler - aus einer Zählstufe 51 und einer Dekodiermatrix 52
besteht. Die hier dargestellte Zählstufe ist aus insgesamt vier gleichen pneumatischen
Flip-Flops 53 aufgebaut, die sich gegenüber dem Flip-Flop in Fig.
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1 und 5 dadurch unterscheiden, daß als viertes Wegeventil 54 ein 4/2-Wegelmpulsventil
verwendet wird. Ansonsten stimmen diese Flip-Flops 53 identisch mit den Flip-Flops
10 bzw. 43 in Fig. 1 und 5 überein. Die Flip-Flops 53 weisen wiederum jeweils die
kompakte Baueinheit 38 auf, die das erste, zweite und dritte Wegeventil 11, 12 und
13 zusammenfasst. Die Schlauchanschlüsse 33 - 37 ( Fig. 2 ) sind in Fig. 6 als Abgänge
von der Baueinheit 38 angedeutet. Soweit die Flip-Flops 53 mit den Flip-Flops 10
bzw. 43 in Fig. 1 bzw. 5 übereinstimmen, sind für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen
verwendet.
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Die Anschlüsse 18 der Flip-Flops 53 sind über eine Negation 55 mit
einem Pneumatik-lmpuls-Netz 56 verbunden. Die Negation bewirkt, daß während
des
Auftretens eines Pneumatik-Impulses die AnschlUsse 18 der Flip-Flops 53 Low-Signal
führen und in der übrigen Zeit High-Signal. Mit den Anschlüssen 18 der Flip-Flops
53 sind jeweils, wie auch in den vorstehend beschriebenen Flip-Flops 10 bzw. 43,die
Zuflüsse P der vierten Wegeventile 54 verbunden.
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Der Eingang 15 des in der Zählstufe 51 ersten Flip-Flops 53 ist über
eine Identität ( Verstärker ) 57 und eine dieser vorgeschalteten Drossel 58 ebenfalls
mit dem Pneumatik-lmpuls-Netz 56 verbunden. Die Eingänge 15 der weiteren Flip-Flops
53 hingegen sind jeweils an dem Ausgang eines der UND-Elemente 59, 60 und 61 angeschlossen.
Ein Eingang dieser UND-Elemente 59 - 61 ist jeweils mit dem Ausgang der Identität
57 und jeweils der andere Ausgang der UND-Elemente 59 - 61 mit dem Schlauchanschluß
34 der Baueinheit 38 des jeweils in der Zählstufe 51 vorgeordneten Flip-Flops 53
verbunden.
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Die vierten Wegeventile 54 sind in der gleichen Weise, wie bei den
Flip-Flops 10 und 43 in Fig. 1 und 5 beschrieben, mit der Baueinheit 38 verbunden.
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Die Ausgänge 16 der Flip-Flops 53, die jeweils mit dem B-Arbeitsausgang
der vierten Wegeventile 54 verbunden sind, sind an die Dekodiermatrix 52 angeschlossen.
Die Ausgänge 17 der Flip-Flops 53 sind frei, d.h. nicht belegt, und werden luftdicht
abgeschlossen.
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Die Dekodiermatrix 52 besteht aus einer Reihe von pneumatischen UND-Elementen
62 - 66, die in entsprechender Weise mit den jeweiligen Flip-Flops 53 verbunden
sind, so daß sie bei der richtigen Anzahl der gezählten Pneumatik-Impulse durchlässig
werden und eine nicht dargestellte Anzeigevorrichtung einschalten. Beispielsweise
ist das UND-Element 62 mit den Ausgängen des in der Zählstufe 51 ersten und zweiten
Flip-Flops 53 verbunden und führt am Ausgang High-Signal, sobald die Zählstufe 51
drei Impulse gezählt hat.
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Die Funktionsweise dieses pneumatischen Dinärzählers soll anhand eines
Zählvorgangs von insgesamt drei Impulsen erläutert werden. Die Wirkungsweise der
Baueinheit 38 ist dabei identisch der zu den Ausführungsbeispielen in Fig. 1 und
5 beschriebenen und wird daher nicht wiederholt. Der Binärzähler ist in Fig. 6 in
seiner Ausgangsstellung dargestellt.
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Liefert nunmehr das Pneumatik- Impuls- Netz 56 einen Pneumatik-Impuls,
so gelangt dieser auf den Eingang 15 des in der Zählstufe 51 ersten Flip-Flops 53.
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Wie zu Fig. 1 beschrieben, liegt damit am Schlauchanschluß 35 ebenfalls
ein Impuls, der auf den Steueranschluß Z des vierten Wegeventils 54 gelangt und
dieses umsteuert. Damit ist der B-Arbeitsanschluß des vierten Wegeventils 54 mit
dessen Zufluß P verbunden. Sobald der Impuls am Eingang 15 dieses ersten Flip-Flops
53 verschwindet, tritt am Ausgang der Negation 55 und damit am Anschluß 18 des Flip-Flops
53 Druckluft auf, die an den Ausgang 16 des Flip-Flops 53 gelangt und hier ein mit
diesem Ausgang verbundenes Anzeigeelement 67 einschaltet. Gleichzeitig wird über
die Leitung 24, wie ebenfalls bereits zu den Fig. 1 und 5 beschrieben worden ist,
das dritte Wegeventil 13 umgesteuert.
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Beim zweiten Impuls am Eingang des in der Zählstufe 51 ersten Flip-Flops
53 wird über den Schlauchanschluß 34 der Y-Steueranschluß des vierten Wegeventils
54 angesteuert und schaltet dieses wieder in die in Fig. 6 gezeichnete Stellung
um. Gleichzeitig gelangt dieser Pneumatik-Impuls über den Schlauchanschluß 34 der
Baueinheit 38 auf den einen Eingang des UND-Elementes 59, an dessen anderem Eingang
bereits von dem Ausgang der Identität 57 her ein Pneumatik-Impuls ansteht. Das UND-Element
59 wird durchlässig und an dem Eingang 15 des in der Zählstufe 51 zweiten Flip-Flops
53 steht nunmehr ein Pneumatik-Impuls an. Wie bereits vorstehend zu dem in der Zählstufe
51 ersten Flip-Flop 53 beschrieben, wird nunmehr durch diesen Pneumatik-Impuls das
vierte Wegeventil 54 des in der Zählstufe 51 zweiten Flip-Flops 53 in gleicher Weise
umgeschaltet und das mit dem Ausgang 16 dieses Flip-Flops 53 verbundene Anzeigelement
68 signalisiert zwei gezählte Pneumatik-Impulse.
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Der dritte Impuls auf den Eingang 15 des in der Zählstufe 51 ersten
Flip-Flops53 bewirkt wiederum über den Schlauchanschluß 35 der Baueinheit 38 und
den Z-Steueranschluß des vierten Wegeventils 54 die Umsteuerung des letzteren derart,
daß am Ausgang 16 des Flip-Flops 53 wieder High-Signal, also Druckluft ansteht.
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Dieser dritte Pneumatik-Impuls schaltet das UND-Element 59 nicht durchlässig,
da an dem mit dem Schlauchanschluß 34 der Baueinheit 38 verbundenen Eingang des
UND-Elementes 59 Low-Signal anliegt, dieser also entlüftet ist.
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Damit führen nunmehr beide Ausgänge 16 des in der Zählstufe 51 ersten
und zweiten Flip-Flops 53 High-Signal, also Druckluft, und zwar dann, wenn der Impuls
im Pneumatik-lmpuls-Netz verschwunden ist. Das UND-Element 62, dessen einer Eingang
mit dem Ausgang 16 des in der Zählstufe 51 ersten Flip-Flops 53 und dessen anderer
Eingang mit dem Ausgang 16 des in der Zählstufe 51 zweiten Flip-Flops 53 verbunden
ist, wird damit durchgängig und schaltet ein mit seinem Ausgang verbundenes Anzeigelement
70 ein, das nunmehr drei gezählte Impulse signalisiert.
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Der vorstehend beschriebene pneumatische Binärzähler mit vier pneumatischen
Flip-Flops 53 kann bei entsprechender Ausgestaltung der Dekodiermatrix 52 insgesamt
15 Impulse zählen und anzeigen. Selbstverständlich kann der Binärzähler beliebig
vergrößert werden. Das Hinzufügen eines weiteren Flip-Flops 53 ermöglicht schon
bei entsprechender Erweiterung der Dekodiermatrix 52 das Zählen von insgesamt 31
Impulsen. Durch entsprechendes Hinzufügen von ODER-Elementen können die Flip-Flops53
und damit die Zählstufe 51 mittels eines Impulses in die Nullstellung zurückgesetzt
werden.
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Die Anwendungsgebiete des erfindungsgemäßen Flip-Flops sind vielfältig
und nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Dabei
bleibt immer die Baueinheit 38 als Zusammenfassung des ersten, zweiten und dritten
Wegeventils 11, 12 und 13 unverändert. Das vierte Wegeventil 14 wird dem jeweiligen
Einsatzzweck angepaßt und kann unterschiedlich ausgebildet sein.
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Anstelle eines 5/2-Wegeventils oder eines 4/2-Wege-lmpulsventils
können auch ein oder mehrere 3/2-Wegeventile vorgesehen werden.
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