DE2839341C3

DE2839341C3 - Pneumatisches Flip-Flop

Info

Publication number: DE2839341C3
Application number: DE19782839341
Authority: DE
Inventors: Heinz 7000 Stuttgart Ehmann
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1978-09-09
Filing date: 1978-09-09
Publication date: 1981-06-19
Also published as: DE2839341A1; DE2839341B2

Description

Die Erfindung betrifft ein pneumatisches Flip-Flop der im Oberbegriff des Anspruchs I definierten Art.

Ein bekanntes pneumatisches Flip-Flop ist aus Doppelmembranrelais aufgebaut und arbeitet aus schließlich im Niederdruckbereich bis etwa 1.4 bar. Bei Verwendung eines solchen Flip-Flops /ur Steuerung

von pneumatischen Arbeitsventilen und Arbeitszylindern sind somit zusätzliche Druckverstärkungselemente notwendig, um an den Arbeitsventilen oder Arbeitszylindern die zur Verstellung notwendigen Druckkräfte zur Verfugung zu haben. ί

In der Literatur (W. Hemming, Steuern mit Pneumatik, 1970, Seite 108) ist bereits ein Flip-Flop angegeben, das aus Wegeventilen aufgebaut ist und daher grundsätzlich geeignet ist, im Hochdruckbereich eingesetzt zu werden. Bei diesem Flip-Flop ist das Wegeventil mit zwei Schaltstellungen und mindestens vier gesteuerten Anschlössen als 4/2-Wege-Impulsventil ausgebildet, das zusammen mit einem 3/2-Wegeventil und einem 3/2-Wege-Impulsventil das Flip-Flop bildet. Die beiden Steueranschlüsse des 4/2-Wege-Impulsventils sind an n die beiden Arbeitsanschlüsse des 3/2-Wegeventils angeschlossen. Mit den Steueranschlüssen dieses 3/2-Wegeventils ist der Arbeitsanschluß des 3/2-Wege-Impulsvemüs über je ein Rückschlagventil verbunden, der zusätzlich an dem Zufluß des 3/2-Wegeventils angeschlossen ist Zusätzlich sind die beiden Steueranschlüsse des 3/2-Wegeventils auch mit den beiden Arbeitsanschlüssen des gleichen Wegeventils verbunden, und zwar jeweils ein Arbeitsanschluß mit einem Steueranschluß.

Wie Versuche gezeigt haben, ist ein solches Flip-Flop nicht funktionsfähig. Während einer Signalbeaufschlagung am Eingang des Flip-Flops kann dieses keinen stabilen Zustand mit exakt definierten Signalen an seinen Ausgängen einnehmen, sondern flattert ständig » zwischen seinen beiden möglichen Schaltstellungen hin und her. In welcher Schaltstellung das Flip-Flop dann schließlich bei Wegfall der Signalbeaufschlagung am Eingang stehen bleibt und welches Signal an welchem Ausgang des Signals auftritt, ist rein zufällig. Mit einem » solchen funktionsunfähigen Flip-Flop lassen sich keinerlei Steuervorgänge durchführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein pneumatisches Flip-Flop der eingangs genannten Art zu schaffen, das unter Vermeidung der vorstehend beschriebenen Nachteile im Hochdruckbereich mit Drücken von bis zu ca. 8 bar voll funktionsfähig ist.

Diese Aufgabe ist bei einem pneumatischen Flip-Flop der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 gelöst

Das erfindungsgemäße Flip-Flop befindet sich immer, unabhängig davon, ob an seinem Eingang ein Signal anliegt oder nicht, in einem stabilen Zustand, in welchem an seinen Ausgängen definierte Signale auftreten. Die Umschaltung des Flip-Flops von dem einen stabilen Zustand in den anderen erfolgt schnell und exakt. Ein Flattern oder Schwingen des Flip-Flops zwischen seinen beiden Schaltstellungen tritt in keiner Phase der Signalbeaufschlagung auf.

Die Verwendung des erfindungsgemäßen Flip-Flops in pneumatischen Steueranlagen macht Druckverstär kungs- oder Druckreduzierungselemente überflüssig. Die gesamte Steueranlage, einschließlich der Arbeitselemente, werden von dem gleichen Ptieumatiknetz beaufschlagt Das erfindungsgemäße Flip-Flop ist äußerst robust und kann als kompakte raumsparende Baueinheit ausgebildet werden.

Das erfindungsgemäße Flip-Flop läßt sich besonders vorteilhaft in pneumatischen Steuerschaltungen für ί·> Spannvorrichtungen verwenden. Zum Betätigen des das Werkzeug spannenden Arbeitszylinders muß nur eine einzige Taste zur Einleitung des Umsleuervorgangs des

Arbeitszylinders kurzzeitig betätigt werden.

Je nach Stellung des Arbeitszylinders wird dieser in seine jeweilig andere Stellung überführt

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.

Das erfindungsgemäße pneumatische Flip-Flop eignet sich aber auch vorteilhaft zum Aufbau von penumatischen Binärzählern. Dies läßt sich mit relativ geringen zusätzlichen weiteren Bauelementen in einfachster Weise bewerkstelligen.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung mit erfindungswÄsentlichen Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteix^sprüche, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird. Diese weiteren Ausführungsformen der Erfindung sind in der Beschreibung im einzelnen näher erläutert

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im folgenden beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 den Schaltplan einer das Flip-Flop enthaltenden pneumatischen Zweihand-Steuerschaltung für eine Spannvorrichtung,

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht des als Kompaktbaueinheit ausgebildeten Teils des Flip-Flop in F i g. 1,

F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie HI-III in F i g. 2, F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in F i g. 3,

Fig.5 den Schaltplan einer pneumatischen Zweihand-Steuerschaltung für eine Spannvorrichtung mit dem Flip-Flop gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,

F i g. 6 den Schaltplan eines pneumatischen Binürzählers mit mehreren Flip-Flops gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.

D.1S in F i g. 1 mit 10* bezeichnete pneumatische Flip-Flop weist insgesamt vier Wegeventile 11 — 14 auf. Das erste Wegeventil 11 und Sas zweite Wegeventil 12 sind jeweils als 5/2-Wege-ImpuIsventile mit Federrückstellung ausgebildet. Das dritte Wegeventil 13 ist als 5/2-Wege-fmpuIsventil ausgebildet, wo hingegen das vierte Wegeventil 14 zwei Schaltstellungen und mindestens vier gesteuerte Anschlüsse, hier fünf, aufweist (hier ein 5/2-Wegeventil).

In F i g. 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 Wegereßtile 11 — 14 nach DIN 24 300 vorgenommen.

Der 5-Anschluß des ersten Wegeventils 11 bildet den Eingang 15 des Flip-Flops 1Ö und ist mit dpn beiden Steueranschlüssen Y des ersten und zweiten Wegeventils U und 12 verbunden. Der ß-Anschluß des ersten Wegeventils 11 ist mit dem 5-Anschluß des zweiten Wegeventils 12 und der ß-Anschluß des zweiten Wegeventils 12 mit dem Zufluß P des dritten Wegeventiis 13 verbunden. Die beiden Anschlüsse A, B des dritten Wegeventils 13 sind mit je einem der beiden Steueranschlüsse Y, Zdes vierten Wegeventils 14 derart verbunden, daß in allen Schaltstellungen des dritten und vierten Wegeventils M und 14 der gerade durchlässig geschaltete Anschluß A oder ödes dritten Wegeventils

13 an dem Sleueranschluß V 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 /4-Anschluß des dritten Wegeventils 13 mit dem V-Steueranschluß des vierten Wegeventils 14 und der ß-Anschluß des dritten Wegeventils 13 mit dem Z-Steueranschluß des vierten Wegeventils 14 verbunden. Wie aus Fig. I zu erkennen ist, ist der fl-Anschluß des dritten Wegeventils 13 auf Durchgang geschaltet. Die Stellung des vierten Wegeventils 14 ist so, daß bei Beaufschlagung des Z-Steueranschliisses durch einen Impuls über den ß-Anschluß des dritten Wegeventils 13 das vierte Wegeventil 14 umgesteuert wird.

Die Arbeitsanschlüsse A und ßdes vierten Wegeventils 14 sind mit den /{-Anschlüssen des ersten und zweiten Wegeventils 11, 12 verbunden. Die Arbeitsanschlüsse A und ß des vierten Wegeventils 14 bilden gleichzeitig die beiden Ausgänge 16 und 17 des Mil Wegfall des Impulses am Hingang 15 des flip-flops 10 gehen das erste Wegeventil 11 und das /weite Wegeventil 12 unter der Wirkung ihrer Rückstellfedern 21 bzw. 22 wieder in ihre O-Positioii zurück. Das am Λ-Arbeiisausgang des vierten Wegeventils 14 nach wie vor anstehende High-Signal gelangt über die Leitung 24 an den /{-Anschluß des erslen Wegeventils 11 und zu dem auf Durchgang geschalteten /4-Anschluß des ersten Wegeventils 11. Von hier gelangt das High-Signal über die Leitung 25 auf den V-Sleueranschluß des dritten Wegeventils 13. und dieses wird in die 2-Position überführt. Wie aus Fig. I leicht zu erkennen ist. ist in dieser 2-Position der A-Anschluß des dritten Wegeventils 13 mit dem Zufluß /'verbunden, während der ß-Anschluß entlüftet ist. Hei allen Umsteuervorgängen der Wegeventile 13 und 14 sind die jeweils nicht wirksamen Steueranschlüsse, wie leicht aus F i g. I zu ersehen ist, entlüftet. So /. B. ist der ./-Steueranschluß des dritten Wegeventils 13 bei dessen

FliD-FloDS 1O₁ ^Ίί $?C! £!Π^ηΪΤ! FliD-^lo¹^ Üblich führt '" **^»>^ hptrhrii>h(>nf>m Mmttpiiprviiroanu iihpr t\\t* j Pi-

tung 26, den /t-Anschluß des zweiten Wegeventils 12. den /^-Anschluß des zweiten Wegeventils 12 der Leitung 27, den ß-Arbeitsanschluß des vierten Wegeventils 14 und den 5-Anschluß des vierten Wegeventils 14 entlüftet.

Gelangt nun ein /weiter Impuls an den Eingang 15 des flip-Flops 10, so werden das erste Wegeventil 11 und das /wehe Wegeventil 12 wiederum in ihre !-Position überführt. r>iesmal gelangt der Impuls am Stcueran-Schluß 15 über die Leitung 23 an den durchgängig geschalteten A -Anschluß des dritten Wegeventils 13. da ja dieses in seiner 2-Position steht. Der Impuls gelangt von dem 4-Anschluß des dritten Wegeventils 13 an den V-Steueranschluß des vierten Wegeventils 14 und steuert dieses wieder in dessen in Fig. 1 dargestellte !•Position. Über den Zufluß Pdes vierten Wegeventils 14 führt nunmehr der durchlässig geschaltete ß-Arbeitsanschluß des vierten Wegeventils 14 High-Signal und damit auch wieder der Ausgang 17 des Flip-Flops 10. Der Λ-Arbeitsanschluß des vierten Wegeventils 14 ist über den /{-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 O-Position zurück. Das High-Signal am ß-Arbeitsanschluß des vierten Wegeventils 14 steht an dem /{-Anschluß des zweiten Wegeventils 12 und damit über den mit diesen /{-Anschluß verbundenen 4-Anschluß und die Leitung 26 an dem Z-Steueranschluß des dritten Wegeventils 13 an. Dadurch wird das dritte Wegeventil 13 wiederum in seine in Fig. 1 dargestellte !-Position zurückgeführt. Der V-Steueranschluß des dri: <-n Wegeventils 13 ist hierbei wiederum entlüftet.

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-Impulsventil sein. Wichtig ist nur. daß das vierte Wegeventil 14 zwei Schaltstellungen und mindestens vier gesteuerte Anschlüsse aufweist.

Das erste, zweite und dritte Wegeventil, 11,12 und 13 können zweckmäßigerweise zu einer kompakten Baueinheit 38 zusammengefaßt werden. Diese Baueinheit 38 ist in F i g. 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. weiche die die drei Wegeventile 11 — 13 miteinander verbindenden

jeweils ein Ausgang 16 bzw. 17 des Flip-Flops High-Signal, während gleichzeitig der andere Ausgang 17 bzw. 16 Low-Signal aufweist.

Die A -Anschlüsse des ersten und des /weiten Wegeventils II, 12 sind mit je einem der Steueranschlüsse V 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.! dargestellten Flip-Flop 10 ist dabei der 4-Anschluß des ersten Wegeventils Il mildern V-Steueranschluß des dritten Wegeventils 13 und der /4-Anschluß des /weiten Wegeventils 12 mit dem Z-Steueranschluß des dritten Wegeventils 13 verbunden.

Der Zufluß P des vierten Wegeventils 14 bildet den Anschluß 18 des Flip-Flops 10 für ein Pneumatiknetz 19.

Die Wirkungsweise des Flip-Flops 10 in F i g. I ist wie folgt:

Die vier Wegeventile 11 — 14 sollen zunächst die in Fig. I dargestellten Positionen einnehmen, und zwar stehen das erste und das zweite Wegeventil 11 und 12 in ihrer O-Position und das dritte und vierte Wegeventil 13 und 14 jeweils in ihrer !-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 V 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 !-Position. In dieser Stellung ist der ß-Anschluß des ersten Wegeventils Il mit dem 5-Anschluß und damit mit dem Eingang 15 des Flip-Flops verbunden. Auch der ß-Anschluß des zweiten Wegeventils 12 ist mit dessen 5-Anschluß verbunden. 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 ß-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 ß-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 Pneumatikneu 19 erhält.

Leitungen 23, 25, 26 sowie die in F i g. I nicht mit Bezugszeichen belegten Leitungen zwischen dem ersten und zweiten Wegeventil 11 und 12 bilden. Die Baueinheit 38 ist in Fig. I strichpunktiert schematisch angedeutet.

F i g. 3 zeigt einen Schnitt durch den Körper 31 in F i g. 2 längs der Linie HI-III. Hier ist besonders deutlich zu sehen, daß diese Kanäle 32 als von den ebenen Fläche^ 28—30 ausgehende Bohrungen ausgebildet sind. Die ^u 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 F i g. I sind diese SLhlauchanschlüsse 33 — 37 als Anschlußpunkte eingezeichnet.

Dieser räumliche Aufbau des Flip-Fiops 10 in Fig. I gemäß den F i g. 2 bis 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.

Das vorstehend beschriebene Flip-Flop 10 ist in F i g. 1 in einer sogenannten Zweihand-Steuerschaltung für eine pneumatische Spannvorrichtung angewendet. 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-Fi^ps 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 Ndiic lies Är'uciiszyiinuers 3ä bzw. lies Koibcns 4ö.

insbesondere zwischen Werkstück und Kolben 40. bringen kann, ist der Impulsgeber 20 als Zweihandbedienung ausgebildet. 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.

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-EIement 44 ist in eine der Verbindungsleitungen zwischen den Anschlüssen A bzw. B des dritten Wegeventils 13 und den Steueranschlüssen Y bzw. Z des vierten Wegeventils 14 eingeschaltet Hier ist das ODER-Element 44 in der Leitung 45 rwischen dem A-Anschluß des dritten Wegeventils 13 und dem V-Steueranschluß des vierten Wegeventils 14 angeordneL Der Ausgang des pneumatischen ODER-EIements 44 ist dabei mit dem Steueranschluß, hier dem V-Steueranschluß. des vierten Wegeventils 14 verbunden. Der eine Eingang des ODER-EIements 44 ist mit dem >4-Anschluß des ersten oder zweiten Wegeventils 11 oder 12. hier mit dem 4-Anschluß des zweiten Wegeventils 12. verbunden. Der zweite Eingang des ODER-EIements 44 ist mit einem Anschluß, hier mit dem 4-Anschluß des dritten Wegeventils 13 verbunden. Wie aus F i g. 5 leicht zu erkennen ist, ist damit das ODER-Element 44 in die Verbindungsleitung 45 des ,4-Anschlusses des dritten Wegeventils 13 und desjenigen Steueranschlusses, hier der V-Steueranschluß. des vierten Wegeventils 14 eingeschaltet, der das vierte Wegeventil 14 auf den mit dem Öffner des Arbeitszylinders 39 verbundenen Arbeitsanschluß, hier der fl-Arbeitsanschluß, durchlässig steuert. Gleichwohl ist der eine Eingang des ODER-EIements 44 mit dem 4-Anschluß desjenigen des ersten oder zweiten Wegeventils 11 oder 12 verbunden, dessen /f-Anschluß mit dem an dem Öffner des Arbeitszylinders 39 angeschlossenen Anschluß, hier der ß-Anschluß des vierten Wegeventils 14 verbunden ist. Zum Anschließen des ODER-EIements 44 ist in der Baueinheit 38 die Leitung 26 herausgeführt und endet in dem Schlauchanschluß 46(F ig. 3).

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 F i g. 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.

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 zweiten Wegeventils 11 und 12 in ihre 0-Position. Der mit dem Öffner des Arbeitszylinders 39 verbundene Ausgang 17 des Flip-Flops 10 erhält bei weiterem Bewegen des Kolbens 40 in Schließstellung Staudruck, der über die Leitung 27. den /?-Anschluß des zweiten Wegeventils 12, den /4-Anschluß des zweiten Wegeventils 12 und den mit diesem 4-Anschluß verbundenen Eingang des ODER-EIements 44 an den

V-Sicuci eingang des vielten Wegeventils !■» gciangi.

Der Staudruck am V-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 F i g. 5 dargestellte Ausgangsposition zurück.

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.

Da die Steuerschaltung und die Flip-Flops in F i g. 1 und 5 bis auf das ODER-Element 44 und dessen Anschlüsse übereinstimmen, sind gleiche Bauelemente in beiden Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In F i g. 6 ist der Schakplan 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 F i g. I und 5 dadurch unterscheiden, daß als viertes Wegeventil 54 ein 4/2-Wege-Impulsventil 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 erw, zweite und dritte Wegeventil II, 12 und 13 zusammenfaßt. Die Schlauchanschlüsse 33—37 (F i g. 2) sind in F i g. 6 als Abgänge von der Baueinheit 38 angedeutet. Soweit die Flip-Flops 53 mit den Flip-Flops 10 bzw. 43 in F i g. I bzw. 5 übereinstimmen, sind für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet.

Die Anschlüsse 18 der Flip-Flops 53 sind über eine Negation 55 mit einem Pneumatik-Impuls-Netz 56 verbunden. Die Negation bewirkt, daß während des Auftretens eines Pneumatik-Impulses die Anschlüsse 18 der Fiip-Fiops 53 Low-Signai 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 f der vierten Wegeventile 54 verbunden

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-Impuls-Netz 56 verbunden. Die Eingänge 15 der weiteren Flip-Flops 53 hingegen sind jeweils andern Ausgang eines der UND-E!emente59,60 und 61 angeschlossen. Ein Eingang dieser UND-Elemente 59—61 ist jeweils mit dem Ausgang der Identität 57 und jeweils der andere Eingang der UND-Elemente 59—61 mit dem Schlauchanschluß 34 der Baueinheit 38 des jeweils in der Zählstufe 51 vorgeordneten Flip-Flops 53 verbunden.

Die vierten Wegeventile 54 sind in der gleichen Weise, wie bei den Flip-Flops 10 und 43 in F i g. 1 und 5 beschrieben, mit der Baueinheit 38 verbunden. Die Ausgänge 16 der Flip-Flops 53, die jeweils mit dem ß-Arbeitsausgang der vierten Wegeventile 54 verbunden sind, sind an die Dekodiermatrix 52 angeschlossen.

Dip AnsnäriBP 17 Hpr P!ir..Flnns ίί sinH frpi Λ h nirhl

belegt, und werden luftdicht abgeschlossen.

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.

Die Funktionsweise dieses pneumatischen Binärzählers soll anhand eines Zählvorgangs von insgesamt drei Impulsen erläutert werden. Die Wirkungsweise der Baueinheit 38 ist dabei identisch der zu den Ausführungsbeispielen in F i g. 1 und 5 beschriebenen und wird daher nicht wiederholt. Der Binärzähler ist in Fi g. 6 in seiner Ausgangsstellung dargestellt.

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. Wie zu F i g. 1 beschrieben, liegt damit am Schlauchanschluß 35 ebenfalls ein Impuls, der auf den Steueranschlcß Z des

vierten Wegeventils 54 gelangt und dieses umsteuert Damit ist der Ö-Arbeitsanschluß des vierten Wegeventils 54 mit dessen "'ufluß /^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. I und 5 beschrieben worden ist, das dritte Wegeventil 13 umgesteuert.

Beim zweiten Impuls am Eingang des in der Zählstufe 51 ersten Flip-Flops 53 wird über den Schlauchunschluß 34 der K-SteueranschluB des vierten Wegeventils 54 angesteuert und schaltet dieses wieder in die in F i g. b 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 UiN'D-Eierneiii 59 wird uvm-iiliissig unu 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.

Der dritte Impuls auf den Eingang 15 des in der Zählstufe 51 ersten Flip-Flops 53 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. 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. Damit führen nunmehr beide Ausgänge 16 des in der Zählstufe 51 ersten und zweiten Flip-Flops 53 High-Signal, also Druckluft, and zwar ιλιηη η/ίηη Hör lmniik im Pnpumatik-lmnills-Npt?

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

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-Flops 53 und damit die Zählstufe 51 mittels eines Impulses in die Nullstellung zurückgesetzt werden.

Die Anwendungsgebiete des erfindungsgemäßen Flip-Hops sind vielfältig und nicht auf die vorstehend ".eschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt Dabei bleibt immer die Baueinheit 38 als Zusammenfassung

des ersten, zweien und dritten Wegeventils 11, 12 und 13 unverändert. Das vierte Wegeventil 14 wird dem jeweiligen F.insatzzweck angepaßt und kann unterschiedlich ausgebildet sein. Anstelle eines 5/2-Wegeventils oder eir.es 4/2· Wege-Impulsventils können auch ein oder mehrere 3/2-Wegeventile vorgesehen werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichniincen

Claims

Patentansprüche:

1. Pneumatisches Flip-Flop mit mehreren Wegeventilen, wobei ein Wegeventil zwei Schaltstellun- gen und mindestens vier gesteuerte Anschlüsse aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes und ein zweites Wegeventil (11,12) jeweils als 5/2-Wege-Impulsventile mit Federrückstellung ausgebildet sind, daß ein drittes Wegeventil (13) als 5/2-Wege-ImpulsventiI ausgebildet ist, daß ein Wegeventil mit zwei Schaltstellungen und mindestens vier gesteuerten Anschlüssen ein viertes Wegeventil (14; 54) bildet, daß der 5-Anschluß des ersten Wegeventils (11) den Eingang (15) des Flip-Flops (10; 43; 53) bildet und mit den Steueranschlüssen (Y) des ersten und zweiten Wegeventils (11 und 12) verbunden ist, daß der ß-Anschluß des ersten Wegeventils (11) mit dem 5-Anschluß des zweiten Wegeventils (12) und der ß-Anschluß des zweiten Wegeventils (12) mit dem Zufluß (P) 4es dritten Wegeventils (13) verbunden ist, daß der A- und der ß-Anschiuß des dritten Wegeventils (13) mit je einem der beiden Steueranschlüsse (Y, Z) des vierten Wegeventils (14; 54) derart verbunden sind, daß in allen Schaltstellungen des dritten und vierten Wegeventils (13, 14; 54) der gerade durchlässig geschaltete A- oder ß-Anschluß des dritten Wegeventils (13) an dem Steueranschluß (Y, Z) des vierten Wegeventils (14; 54) liegt, der bei Ansteuerung eine Umsteuerung des vierten Wegeventils (14; 54) bewirkt, daß die Arbeitsanschlüsse (A, B)des vielen Wegeventils (14; 54) mit je einem der /?-AnschIüsse des ersten und zweiten Wegeventils (11 und 12) verbunden sind, daß die Arbeitsan- Schlüsse (A, B) des vierten Wegf-yentils (14; 54) die Ausgänge (16, 17) und der Zufluß (P) des vierten Wegeventils (14; 54) den Pneumatik-Netz-Anschluß (18) des Flip-Flops (10; 43; 53) bilden und daß die Λ-Anschlüsse des ersten und des zweiten Wegeventils (11 und 12) mit je einem der Steueranschlüsse (Y, Z) des dritten Wegeventils (13) derart verbunden sind, daß mit Signalwechsel an den Ausgängen (16, 17) des Flip-Flops (10; 43; 53) das dritte Wegeventil (13) umgesteuert wird. «5

2. Flip-Flop nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das erste, zweite und dritte Wegeventil (II, 12,13) zu einer Baueinheit (38) zusammengefaßt sind.

3. Flip-Flop nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste, zweite und dritte Wegeventil (11,12 und 13) jeweils an einer ebenen Fläche (28,29, 30) eines Körpers (31) angeordnet sind und daß der Körper (31) Kanäle (32) aufweist, welche die die drei Wegeventile (11,12,13) miteinander verbindenden Leitungen (23,25,26) bilden.

4. Flip-Flop nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (32) als von den ebenen Flächen (28—30) ausgehende Bohrungen ausgebildet sind.

5. Flip-Flop nach einem der Ansprüche I bis 4, gekennzeichnet dureh seine Verwendung in einer pneumatischen Spannvorrichtung.

6. Flip-Flop nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das vierte Wegeventil (14) als 5/2-Wegeventil ausgebildet ist.

7. Flip-Flop nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsausgänge (A, B)(ic% vierten Wegeventils (14) mit dem die Werkstücke spannenden Arbeitszylinder (39) der Spannvorrichtung verbunden sind.

8. Flip-Flop nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang (15) des Flip-Flops (10; 43) über einen manuell betätigbaren Impulsgeber (20) mit dem Pneumatiknetz (19) verbunden ist.

9. Flip-Flop nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß in einer der Verbindungsleitungen zwischen dem A- oder ß-Anschluß des dritten Wegeventils (13) und den Steuereingängen (Y, Z) des vierten Wegeventils (14) ein pneumatisches ODER-Element (44) vorgesehen ist. dessen Ausgang mit dem Steueranschluß (Y, Z) des vierten Wegeventils (14), dessen einer Eingang mit dem A -Anschluß des ersten oder zweiten Wegeventils (11 oder 12) und dessen anderer Eingang mit dem A- oder ß-Anschluß des dritten Wegeventils (13) verbunden ist.

10. Flip-Flop nach Anspruch 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das pneumatische ODER-Element (44) in die Verbindungsleitung zwischen dem .4-oder ß-Anschluß des dritten Wegeventils (13) und desjenigen Steueranschlusses (Y) des vierten Wegeventils (14) eingeschaltet ist, der das vierte Wegeventil (14) auf den mit dem öffner des Arbeitszylinders /39) verbundenen Arbeitsanschluß (B)durchlässig steuert, und daß der eine Eingang des pneumatischen ODER-Elements (44) mit dem Λ-Anschluß desjenigen ersten oder zweiten Wegeventils (11 oder 12) verbunden ist, dessen Ä-Anschluß mit dem an dem öffner des Arbeitszylinders (39) angeschlossenen Arbeitsausgang (B) des vierten Wegeventils (14) verbunden ist

11. Flip-Flop nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch seine Verwendung als pneumatischer Binärzähler.

12. Flip-Flop nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das vierte Wegeventil (54) als 4/2-Wege-Impulsventil ausgebildet ist.

13. Flip-Flop nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Pneumatik-Netz-Anschluß (18) des Flip-Flops (53) über eine Negation (55) an ein Pneumatik-Impuls-Netz (56) angeschlossen ist.

14. Flip-Flop nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem ß-Arbeitsanschluß des vierten Wegeventils (54) verbundene Ausgang (16) des Flip-Flops (53) mit einer Dekodiermatrix

(52) verbunden is'.

15. Flip-Flop nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang (15) des Flip-Flops

(53) mit dem Ausgang eines pneumatischen UND-Elements (59—61) verbunden ist, dessen einer Eingang mit dem A -Anschluß (34) des dritten Wegeventils (13) eines weiteren identischen Flip-Flops (53) und dessen anderen Eingang mit dem Pneumatik-Impu's-Netz (56) verbunden ist.