DE2916326A1 - Druckmessvorrichtung - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

K. SIEBERT G. GRÄTTINGER ^

Dipl-Ing. Dipl -In₃ . D;pl -W.r1sch.-lng. Te Von -Co: £1 j 41 15 u 1 6c

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Anwaltsakte: 74 31/1

KABUSHIKI KAISHA ASAHI ENTERPRISE

First Bldg., No.17, Higashi Matsushita-cho Kanda, Chiyoda—ku, T ο k i o, Japan

Druckmeßvorrichtung

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Postscheckkonto München 2726-804 Kreissparkasse Stamberg 68940 Deutsche BanK Surnberg 59/17570

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckmeßvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Vorzugsweise findet eine solche Druckmeßvorrichtung in einem Steuersystem einer Presse und einer Hubbegrenzungseinrichtung von pneumatischen Kolben-Zylindereinheiten oder dgl. Anwendung.

Allgemein ist das Druckaufnahmeteil in einer für einen pneumatisch elektrischen Signalwandler od. dgl. verwendeten Druckmeßvorrichtung ein Stempel oder Kolben für einen unter hohem Druck stehenden Bereich oder ein Diaphragma bei Niederdruckbereich oder ein sowohl für den Hochdruck— und Nieder— druckbereich verwendbares sogenanntes Buldon-Rohr.

üblicherweise weist bei einer bekannten Druckmeßvorrichtung (Fig. 1) das Gehäuse 10 eine axiale Bohrung 102 auf, in welcher ein Kolben 103, nämlich ein Druckaufnahmeteil axial verschiebbar eingesetzt ist. An der Außenfläche des Kolbens 103 ist eine Ringdichtung 104 angeordnet, mittels welcher die Druckaufnahmeöffnung 105 und die Auslaßöffnung 106 des Gehäuses luftdicht voneinander getrennt sind. Am Kolben 103 ist eine Stange 107 befestigt, welche durch die äulaßseitige Seitenwand 101a des Gehäuses ragt und gegenüber der Seitenwand verschiebbar angeordnet ist. Die Stange 107 dient beispielsweise zur Verstellung eines Begrenzungsschalters auf die Einschaltposition oder Ausschaltposition, abhängig von der Vorwärts- bzw. Rückwärtsbewegung der Stange 107. Des weiteren ist der Kolben 103

gegen die Druckaufnahin3Öffnung 105 über eine Spiralfeder 108 vorgespannt. Die Federkraft der Spiralfeder 108 wird mit F bezeichnet. Wenn durch die Öffnung 105 Druckluft in die Druckkammer des Gehäuses strömt, wird der Kolben 103 einer Kraft PS unterworfen, die nach links wirkt, wie in Fig.l dargestellt, in welcher P die Druckluft und S die Fläche

des Kolbens 103 angibt. Unter der Maßgabe, daß F die Federkraft der Spiralfeder 108 angibt, wenn der Kolben 103 in engen Kontakt mit der Seitenwand 101b des Gehäuses gelangt, gilt die nachfolgende Gleichung, wenn der Luftdruck P den vorbestimmten Druck P erreicht.

^Fo - Vo

Wird der Luftdruck P weitergesteigert, wird der Kolben 103 gegen die Federkraft F der Feder nach links in Fig. 1 verschoben. Wenn der Kolben 103 um die Distanz 1 verschoben ist, wird die Federkrafr F der Feder 108 durch die folgende Gleichung bestimmt,

F = F +Kl (2)

wobei K die Federkonstante darstellt. Da die Federkraft F gleich der Kraft ist, welche durch den einströmenden Luftdruck ausgeübt wird, ist die folgende Gleichung anwendbar.

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F = P S_o (3)

Wenn die Gleichungen (1) und (2) in die Gleichung (3) eingesetzt werden, erhält man die folgende Gleichung:

P = P + § xl (4)

O ο
O

Diese Gleichung wird durch das Diagramm gemäß Fig. 2 verkörpert. Somit sind die Betriebseigenschaften der Druckmeßvorrichtung derart, daß bei Erhöhung des ExngangsluftdrucksP der Verschiebeweg 1 linear anwächst, wie aus Fig.2 hervorgeht. Wenn der Eingangsluftdruck P den vorbestimmten Druck P erreicht, ist

die Stange 107 um die Strecke 1 verschoben worden. In diesem Augenblick wird der Grenzlagenschalter (nicht dargestellt) auf die Einschaltstellung oder Ausschaltstellung gestellt, so daß die erforderliche Druckmessung oder Druckermittlung ausgeführt wird.

Da bei der bekannten Druckmeßvorrichtung zwischen dem Verschiebeweg 1 und dem Eingangsluftdruck P ein lineares Verhältnis besteht, wie aus Fig.2 hervorgeht, ergeben sich die nachfolgenden Nachteile.

Als erstes besitzt die Druckmeßvorrichtung aufgrund des Verschleißes der Dichtung eine geringe Lebensdauer, da die Stange zusammen mit dem Dichtring, welcher sich beständig mit der Wand in Kontakt befindet, mit den Änderungen des

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Luftdrucks oszillierend hin- und herbewegt wird. Falls allerdings die Druckmeßvorrichtung so ausgelegt wird, daß sie gegenüber der Druckfluktuation weniger sensitiv ist, wird allerdings die Ansprechgenauigkeit reduziert.

Zum zweiten ist die Aufnahme oder Ermittlung zweier Drücke mit hohem Druckverhältnis sehr schwierig, da ein hohes Druckverhältnis einen langen Verschiebeweg erfordert. Die konventionellen Druckmeßvorrichtungen können aufgrund ihres Aufbaus diesem Erfordernis jedoch nicht gerecht werden.

Darüber hinaus sind mit dem Dichtelement 104, welches zwischen der Aufnahmeöffnung 105 und der Auslaßöffnung 106 eine Abdichtung bewerkstelligen soll, die folgenden Nachteile verbunden. Zum einen wird der Kolben 103 aufgrund der Reibkraft zwischen dem Dichtelement 104 und der Wandfläche des Gehäuses 101 irregulär verschoben, wobei der Kolben 103 manchmal abgestoppt wird. Daraus resultiert eine reduzierte Ansprechgenauigkeit. Zum anderen ist aufgrund der Reibkraft eine Druckfühlung im unteren Druckbereich unmöglich. Aufgrund des Gleitkontakts des Dichtelements 104 mit der Innenwandfläche des Gehäuses kommt es zu einem Verschleiß

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des Dichtelements, so daß die Druckmeßvor— richtung nicht für einen häufigen Betrieb geeignet 1st, bzw. die Lebensdauer der Meß— vorrichtung reduziert wird.

Der Nachteil bei DruckmeßvorrIchtungen, die mit einem Membran arbeiten, besteht darin, daß sie lediglich im unteren .Druckbereich verwendet werden können, und aufgrund der ständigen Deformation der Membran während des Betriebs nur von kurzer Lebensdauer
sind. Eine Druckfühlvorrichtung mit einem eingebauten sogenannten Buldon-Rohr weist ähnliche Nachteile der reduzierten Ansprechgenauigkeit, kurzen Lebensdauer od. dgl. > auf. Die mit einem Membran oder einem sogenannten Buldon-Rohr ausgerüsteten konventionellen Druckmeßvorrichtungen weisen ebenfalls die In Fig. 2 dargestellte
lineare Charakteristik des Verschiebeweges zum Eingangsluftdruck P auf. Somit unterliegen sie hinsichtlich der baulichen Merkmale ebenfalls den oben beschriebenen Nachteilen.

Somit besteht ein Bedürfnis nach Schaffung einer Druckmeßvorrichtung mit einer ausgezeichneten Ansprechgenauigkeit, bei der auch eine Druckermittlung bei einem hohen Druckver— hältnis zwischen den beiden aufzunehmenden

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ORIGINAL INSPECTED

Drucken möglich ist. Zudem ?oll eine Druckrnaesung in ein-m weiten Druckbereich rröglich sein, v.elcher scv/ohl den Hochdruck wie auch άηη Niederdruckbereich abdeckt. Zurism soll eine solche Vorrichtung eine lange Lebansdauer aufweisen.

Diesem Bedürfnis abzuhelfen, ist Aufgabe der Erfindung.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 gelöst. Weitere Vorteilt und Merkmale gehen aus den anderen Ansprüchen hervor.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Druckaufnahmetei1 in Form eines scheibenförmigen Kolben'stempels aufgebaut, an welchem die Schalt- oder Betätigungsstange befestigt ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Druckaufnahmeteil eine aus einem leichten und nachgiebigem Material hergestellte Kugel.

Weiter kann das Gehäuse der Druckmeßvorrichtung aus zwei Gehäusehälften aufgebaut sein, welche in axialer Richtung geteilt sind, wobei beide Gehäusehälften zusammengefügt sind.

Ein typischer Anwendungsfall für die Druckmeßvorrichtung stellt ein Steuersystem für eine Presse dar, in welcher das Ingangsetzen

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und Unterbrechen durch Zuführung bzw. Absaugung von Druckluft zur und von der Presse mit Hilfe eines Doppelventils und der Druckmeßvorrichtung gesteuert wird.

Ein weiterer Anwendungsfall der Druckmeßvorrichtung gemäß der Erfindung stellt eine Einrichtung zur Angabe der Hubenden in einer pneumatischen Kolben-Zylindereinheit dar, in welcher die durch den Kolben unterteilten beiden Druckkammern mit den Öffnungen der Druckmeßvorrichtungen verbunden sind.

Im nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung dargestellt.

Es zeigen

Fig. 1 einen Schemaquerschnitt einer bekannten Druckmeßvorrichtung,

Fig. 2 ein die Betriebscharakteristik der

Druckmeßvorrichtung nach Fig. 1 darstellendes Diagramm,

Fig. 3 einen Querschnitt einer Druckmeßvorrichtung gemäß der Erfindung, in welcher sich das Druckaufnahmeteil in einer hinteren Postion befindet,

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Fig. 4 einen Querschnitt der Druckrneßvorrichtung ähnlich Fig. 3, in welcher sich das Druckaufnahmeteil in einer vorderen Position befindet,

Fig. 5 ein die Betriebscharakteristik der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Druckmeßvorrichtung aufzeigendes Diagramm,

Fig. 6 einen Querschnitt einer weiteren erfindungsgemäßen Druckmeßvorrichtung, in welcher sich das Druckaufnahmeteil in der hinteren Stellung befindet,

Fig. 7 einen Querschnitt der Druckmeßvorrichtung von Fig. 6, in welcher sich das Druckaufnahmeteil in einer vorderen Position befindet,

Fig. 8a

bis 8c ein Schaltdiagramm für den ersten Anwendungsfall der Druckmeßvorrichtung nach Maßgabe der Erfindung, wobei Fig. 8a ein Schaltbild während des Normalbetriebs der Presse darstellt, Fig. 8b angibt, wenn die Presse angehalten ist und

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Fig. 8c ein Schaltbild, wenn Schwierigkeiten bei Ventilelementen in einem der Doppelventile auftreten,

Fig.9a

bis 9d ein Schaltdiagramm für den zweiten Anwendungsfall der Druckmessvorrichtung, also zur Ermittlung der Hubenden eines Pneumatikzylinders, wobei Fig. 9a eine Stellung bei Verschiebung nach Vorwärts, Fig.9b eine Stellung nach Vollendung der Vorwärtsverschiebung, Fig. 9c eine Stellung bei einer Verschiebung nach hinten und Fig. 9d eine Stellung nach Ausführung der Rückwärtsverschiebung darstellt, sowie

Fig. 10 ein Diagramm der Betriebscharakteristik für den Pneumatikzylinder.

Aus den Fig. 3 und 4, in welchen ein pneumatischelektrischer Signalwandler nach Maßgabe der ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist, ist eine Druckmeßvorrichtung 1 (Druckwandler) und ein Begrenzungsschalter 2 ersichtlich. Das Gehäuse der Druckmeßvorrichtung 1 ist aus einer Dose 4 und einem

Deckel 5 aufgebaut. In der Dose 4 ist eine Axialbohrung 6 mit einer kreisförmigen Querschnittsform ausgebildet,' welche an der in Fig. 3 rechten Seite der Dose über eine Öffnung 10 mit dem Außenbereich verbunden ist. Am offenen Ende 7 der Bohrung 6 ist ein Deckel 5 angeordnet, welcher in einem luftdichten Verschluß in die Bohrung 6 eingesetzt und mit der Dose über nicht dargestellte Bolzen oder dgl. befestigt ist.

Die Öffnung 10 ist im Mittelteil 8 der Dose ausgebildet und mündet in die Bodenfläche 9 der Bohrung 6. An der Einlaßseite weist die Öffnung 10 einen aufgeweiteten Abschnitt 11 auf, welcher mit einem Schraubgewinde versehen 1st, so daß die Dose darüber mit einer Pneumatikleitung, welche nicht dargestellt ist, verbunden werden kann.

In dem von dem in Fig. 3 rechten Ende zum Mittelteil des Deckels 5 verlaufenden Abschnitt ist eine zylinderförmige Bohrung 13 vorgesehen, an welche eine Durchgangsbohrung anschließt, welche ssmit von der linken Seite der zylindrischen Bohrung 13 zum anderen Ende des Deckels 4, nämlich zur Deckelaußenseite 15 reicht. Darüber hinaus erstreckt sich zwischen der Deckelaußenseite 15 und der Deckelinnenseite

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eine Auslaßbohrung 16. Die Tiefe der Axialbohrung 6 ist derart bemessen, daß im Bereich zwischen der Deckelinnenseite 12 und der Bodenfläche 9 der Bohrung 6 ein Raum mit einer vorbestimmten Länge 1 verbleibt, in welchem ein scheibenförmiger Kolbenstempel 17 angeordnet ist, welcher als Druckaufnahme teil dient, und einen Durchmesser aufweist, der etwas kleiner als der Innendurchmesser der Bohrung 6 ist. Im Mittelteil des Kolbenstempels

17 ist eine mit einem Gewinde versehene Öffnung

18 ausgebildet, deren Innendurchmesser im wesentlichen demjenigen der Druckaufnahmeöffnung 10 entspricht und in welche eine Schalt- oder Betätigungsstange 19 luftdicht abgeschlossen verschraubt ist. Diese Stange 19 ragt durch die Bohrung 14 des Deckels 5 und ist darin verschiebbar. In der zylinderförmigen Bohrung 13 ist eine Feder 20 angeordnet, welche derart ausgebildet ist, daß sie den Kolbenstempel 17 während des Normalbetriebs gegen die Bodenfläche 9 drückt. Aus der Zeichnung geht hervor, daß die mit Schraubgewinde versehene Öffnung 18 in genauer Ausrichtung zur Öffnung 10 angeordnet ist. Um einen luftdichten Abschluß zu bewerkstelligen, ist am rechten Ende der Öffnung 18 ein Dichtring 21 angeordnet, wohingegen ein zweiter Dichtring 22 am rechten

Ende des Deckels 5 angeordnet ist und sich in Kontakt mit der Innenwand der Axialbohrung 6 befindet. Somit verhindert der erste Dichtring 21 jegliches Durchströmen durch die Auslaßleitung 16 von der Öffnung 10 her, wenn sich der Kolbenstempel 17 in der in Fig. 3 dargestellten hinteren Stellung befindet. Der durch den ersten Dichtring 21 bestimmte Bereich S₁ wird im nachfolgenden als aufnahmeöffnungsseitige Dichtfläche bezeichnet. Des weiteren sichert die zweite Dichtung 22 einen luftdichten Abschluß zwischen der Aufnahmeöffnung 10 und der Auslaßöffnung 16, wenn/Ser Kolbenstempel 17 in der in Fig. 4 dargestellten vorderen Position befindet. Die in der vorderen Stellung abzudichtende Dichtfläche Sp ist gleich einer Fläche, welche durch den zweiten Dichtring 22 bestimmt ist, d.h.gleich der Fläche des Kolbenstempels 17. Im nachfolgenden wird die Fläche Sp mit auslaßseitiger Dichtfläche bezeichnet. Aus der Zeichnung geht hervor, daß die auslaßseitige Dichtfläche viel größer als die Dichtfläche an der Aufnahmeöffnung ist, d.h. Sp ;> S^

In einem Abstand von der Außenseite des Deckels 5 ist ein Grenzlagenschalter 2 an geordnet, welcher durch die Vorwärts- oder Rückwärtsverschiebung der Stange 19 ein- oder ausgeschaltet wird.

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Wenn sich der Kolbenstempel 17 In der In FIg.3 dargestellten hinteren oder rückwärtigen Stellung befindet, wird durch den Dichtring 21 eine Abdichtung zwischen öen Öffnungen 10 und bewerkstelligt, wobei die Druckaufnahmefläche des Kolbenstempels 17 der Dichtfläche S^ an der Aufnahmeöffnung entspricht.

Sobald der Luftdruck P geringer als der spezifische Druck P^ist, ist die nachfolgende Gleichung gültig, wobei die Federkraft der Feder 20 in der hinteren Position F.. beträgt.

F> PxS₁ ^ (5)

Somit wird der Kolbenstempel 17 ohne irgendeine Bewegung noch in der in Fig. 3 dargestellten Stellung gehalten. Diese Haltestellung wird solange aufrechterhalten, bis der Eingangs— luftdruck P₁ erreicht, wie es durch den Schritt a¹+ b auf der Abszisse in FIg. 5 angegeben ist.

Sobald der Luftdruck auf P₁ erhöht ist, gilt die folgende Gleichung

= P₁S₁ (6)

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Sobald der Eingangsluftdruck P um ein geringes Maß über den spezifischen Druck P^ erhöht vird, wird der Kolbenstempel 17 um eine kurze Distanz gegen die Federkraft F.- der Feder 20 verschoben. Infolge davon wird die Dichtwirkung der Dichtung 21 aufgehoben, so daß der Eingangsluftdruck P auf die gesamte Fläche S~ des Kolbenstempels 17 wirkt, wodurch der Kolbenstempel 17 sehr schnell um die Distanz 1 gegen die Deckelinnenseite aufgrund der schnell angewachsenen Kraft Px S_? gegenüber der ursprünglichen Kraft Px S. verschoben"wird, welche auf den Kolbenstempel in Richtung nach links wirkt. Aufgrund dieser Verschiebung des Kolbenstempels 17 wird die Stange 19 nach vorne verschoben und schaltet den Grenzlagenschalter 2,wodurch der Druck P^. angegeben ist. Die oben angegebene Wirkungsweise der Druckmeßvorrichtung ist durch den Schritt b -} c auf der Abszisse in Fig. 5 gekennzeichnet. Bei Verschiebung des Kolbenstempeis 17 wird die Feder 20 zusammengedrückt, was eine Erhöhung der Reaktionskraft F zur Folge hat, wobei jedoch dieser Anstieg der Reaktionskraft der Feder 20 deswegen vernachläßigt werden kann, weil die Verschiebedistanz 1 des Kolbenstempels 17 kurz und der Anstieg des Arbeitsdrucks auf den Kolbenstempel aufgrund des großen Flächenverhältnisses von S^rSp sehr groß ist im Vergleich zum Anstieg der Reaktionskraft der Feder.

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Da nur eine sehr kurze Zeitspanne vergeht, bis der Kolbenstempel 17 gegen den zweiten Dicht— ring 22 zur Anlage gelangt, hat der geringe Leckverlust an einströmender Luft durch den Spalt zwischen Kolbenstempel 17 und Innenwand der Axialbohrung 6 und dann durch die Auslaßöffnung 16 keinerlei Auswirkung auf die Betriebsweise des Kolbenstempels 17.

Die Vorrichtung befindet sich dann solange in der Dichtstellung gemäß Fig. 4 bis der Eingangsluftdruck . weiter oberhalb P₁ gehalten und schließlich auf P₂ abgesenkt wird. Für die Dichtstellung in Fig. 4 gilt die nachfolgende Gleichung

(7)

wobei F₂ die nachgiebig wirkende Haltekraft der Feder 20 in Fig. 4 ist. Dies bedeutet, daß die durch den Eingangsluftdruck verursachte Arbeitskraft die Rückhaltekraft F der Feder 20 überwindet. Dieser Zustand wird durch die Schritte von c-*c'-»-c-»din' Fig. 5 gekennzeichnet·

Als nächstes wird der Eingangsluftdruck auf F gesenkt, so daß die folgende Gleichung gilt.

F₂ = P₂S₂ (8).

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Wenn der Luftdruck P ein v.-^nig weiter unterhalb Pp abgesenkt wird, wird die Reaktionskraft der Feder 20 etwas größer als die Arbeitskraft PpSp, wodurch der Kolbenstempel 17 vom zweiten Dichtring 22 abgehoben wird. Auf diese Weise strömt die Druckluft über die Auslaßöffnung ab, was eine schnelle Abnahme der auf den Kol— benstempel 17 in die linke Richtung wirkenden Arbeitskraft zur Folge hat. Dadurch wird der Kolbenstempel 17 um die Strecke 1 gegen die Bodenfläche 9 der Bohrung 6 aufgrund der reaktiven Federkraft F in einer sehr kurzen Zeitperiode verschoben, so daß der in Fig. 3 dargestellte Zustand wieder eingenommen wird, in welchem ein Durchfluß von Druckluft zwischen Aufnahmeöffnung 10 und Auslaßöffnung 16 durch den Dichtring 21 sperrt ist. Dieser Vorgang ist durch den Schritt d-* a in Fig. 5 gekennzeichnet. Dieser Verfahrensvorgang verursacht das Verschieben der Stange nach hinten, wodurch der Schalter derart verschoben wird, daß der Druck Pp angezeigt ist. Die in Fig. 4 dargestellte Dichtstellung wird solange aufrechterhalten, bis der Eingangsluftdruck weiter unterhalb P„ abgesenkt und wieder auf P^, gesteigert wird. Dieser Vorgang wird in Fig.5 durch die Schritte a+ a-» b dargestellt.

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Wie bereits erwähnt, ist die Relation zwischen Eingangs luftdruck P und Verschiebeweg als

Hystereseschleife mit den Verfahrensc-.chritten von a' -ra -?b -fc -*c' -*c -}d -*a ->a' dargestellt.

Somit ist das Verhältnis zwischen Eingangsluft— druck P und Verschiebeweg 1 bei der Druckmeßvorrichtung gemäß der Erfindung nicht linear wie bei der konventionellen Vorrichtung, sondern derart, daß der Kolbenstempel 17 augenblicklich um die Wegstrecke 1 verschoben wird, um eine Umstellung des Schalters 2 zu bewerkstelligen, wenn der vorbestimmte Druck P^ und P_? erreicht wird. Darüber hinaus kann als weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Verhältnis der vorbestimmten Drücke P^ zu Pj wesentlich größer als das Verhältnis einer konventionellen Vorrichtung sein. Auf der Basis der Gleichungen (6)und(8) gelten die folgenden Gleichungen.

P₁ = F₁ZS₁ (9)

P₂ = F₂/S₂ (10).

Da das Verhältnis der Federkräfte F₂/F_a klein im Vergleich zum Verhältnis der Dichtfläche S₁ZS₂ ist, kann die folgende Gleichung angewendet werden.

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F - F

Somit ergibt sich die folgende Gleichung:

^P1 ^S2 (11)

Dies bedeutet, daß das Druckverhältnis durch Änderung des Flächenverhältnisses geändert werden kann. Da mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein großes Flächenverhältnis leichter ausgeführt werden kann, als eine Hubverlängerung im Fall der konventionellen Vorrichtung (bei der Fläche geht die Länge quadratisch ein) kann erfindungsgemäß ein großes Druckverhältnis erzielt werden. Da das Druckverhältnis durch das Flächenverhältnis nach Maßgabe der Erfindung geregelt werden kann und zwar im wesentlichen unabhängig vom Verschiebeweg des Kolbenstempels 17 kann die Verschiebedistanz 1 gekürzt werden, was ein verbessertes Ansprechverhalten zur Folge hat. In dieser Hinsicht ist anzumerken, daß die Drücke P^, und Pp auch durch die Federkraft der Feder 20 geregelt werden können. In diesem Fall ist es selbstverständlich so zu verstehen, daß sich das Druckverhältnis nicht ändert.

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Wie bereits erwähnt, wird die Abdichtung zwischen Aufnahmeöffnung 10 und Auslaßöffnung 16 durch den in den Kolbenstempel 17 eingebauten Dichtring und den an der Randkante des Deckels befestigten Dichtring 22 bewerkstelligt. Durch diesen Aufbau kann die Anordnung eines Dichtrings am Umfang des Kolbenstempels 17 vermieden werden, wodurch die Verschlexßgefahr der bekannten Vorrichtung aufgrund des Gleitkontakts des Dichtrings gegen die Innenwand des Gehäuses der Meßvorrichtung während der Kolbenbewegung verhindert werden kann. Dadurch wird die Lebensdauer der Druckmeßvorrichtung beträchtlich verlängert. Darüber hinaus wird keinerlei Reibkraft auf den Kolbenstempel 17 während dessen Bewegung ausgeübt, so daß eine gleichmäßige Verschiebung mit ausgezeichneter Ansprechgenauigkeit möglich ist. Darüber hinaus reagiert die Vorrichtung auch bei einem sehr niedrigem Arbeitsdruck.

Die oben beschriebene Ausführungsform der Erfindung findet vorzugsweise bei einem pneumatischelektrischen Signalkonverter Anwendung, wobei die Erfindung jedoch nicht nur auf diesen Anwendungsfall beschränkt ist sondern beispielsweise auch für einen pneumatisch-pneumatischen Signalkonverter Anwendung finden kann. Im letzteren Fall ist die Stange 19 derart konstruiert, daß sie ein mechanisches Ventil (nicht dargestellt) umstellen kann.

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In der oben beschriebenen Ausführungsform ist der erste Dichtring 21 auf dem Kolbensternpel 17 befestigt, wobei der Dichtring 21 aber auch an der Bodenfläche 9 der Axialbohrung 6 angebracht sein kann.

Obgleich in der oben beschriebenen Ausführungsform der zweite Dichtring 22 am Umfang des Deckels 5 angeordnet ist, kann der Dichtring 22 jedoch auch an der Deckelinnenseite 12 oder an der Innenwand des Gehäuses 3 oder auf der gegenüberliegenden Stirnseite des Kolbenstempeis 17 angeordnet sein.

Die in den Fig. 6 u. 7 dargestellte zweite Ausführungsform zeigt einen weiteren pneumatischelektrischen Signalwandler mit einer Druckmeßvorrichtung 30 und einen Grenzlagenschalter 50. Das Gehäuse 31 der Vorrichtung 30 ist in Längsrichtung in zwei Hälften unterteilt, welche miteinander mittels nicht dargestellter Bolzen zur Bildung eines quadratischen oder zylinderförmigen Ständers verbunden sind. Im Gehäuse 31 der Vorrichtung ist eine Axialbohrung 32 mit einem kreisförmigem Querschnitt ausgebildet. In der Axialbohrung 32 ist eine Kugel 33 axial verschiebbar angeordnet, welche aus einem leichten und nachgiebigem Material, wie etwa Nylon, Polyurethan od..dgl. hergestellt ist, welche als Druckaufnahmeteil dient. An der

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linken Seite des Gehäuses 31 befindet sich eine geviölbte Fläche 35 gegenüber der Kugel 33, deren Außendurchrnesser etwas kleiner als der Durchmesser der Kugel 33 ist. Im mittleren Bereich der gewölbten Fläche 35 ist eine Bohruna 36 mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet, in welche eine Feder 37 aufgenommen ist. Am Boden der Bohrung befindet sich eine Durchgangsöffnung 38, durch welche eine Stange 39 ragt, mittels der durch Verschiebung in beiden Richtungen der Grenzlagenschalter geschaltet wird. Darüber hinaus ist am Seitenwandabschnitt 34 des Gehäuses 31 eine Auslaßöffnung 40 vorgesehen, welche sich zur, gewölbten Fläche 35 erstreckt.

Am gegenüberliegenden Seitenwandabschnitt 41 des Gehäuses 31 ist im mittleren Bereich eine Aufnahmeöffnung 42 vorgesehen, welche die Axialbohrung 32 mit einem Einlaß 43 verbindet. Der Einlaß 43 der Aufnahmeöffnung 42 ist mit einem Gewinde ausgebildet, so daß eine Leitung angeschlossen werden kann. Das linke Ende der Öffnung 42 mündet in einem, in die Axialbohrung 32 vorstehenden Vorsprung, wodurch ein ringförmiger Ventilsitz 44 gebildet wird. Die Kugel 33 wird durch die Feder 37, wie aus Fig. 6 hervorgeht, gegen den Ventilsitz 44 gedruckt. In der in Fig.6 gezeichneten Stellung wird eine Abdichtung zwischen Aufnahmeöffnung 42 und Auslaßöffnung 40 bewerkstelligt,

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wobei die Dichtfläche S₃ gleich der durch den Ventilsitz 44 belegten Fläche ist. Im nachfolgenden wird die Fläche S₃ als Dichtfläche an der Aufnahmeöffnung bezeichnet. Wenn ein Abschnitt der Kugel 33 mit einem Umfangsabschnitt der gewölbten Fläche 35 in Kontakt gelangt, wie in Fig. 7 dargestellt, ist die Dichtfläche S₄, welche die Abdichtung zwischen Aufnahmeöffnung 42 und Auslaßöffnung bewerkstelligt, gleich der durch den Umfangsabschnltt der gewölbten Fläche besetzten Fläche. Im nachfolgenden wird die Fläche S- als auslaßseitige Dichtfläche bezeichnet. Aus den Zeichnungen geht die nachfolgende Relation hervor:

^S4>^S3

Solange der Eingangsluftdruck P niedriger als der ν ο rbe stimmte Druck P>, ist, wird bei der in der oben angegebenen Weise aufgebauten Druck— meßvorrichtung der in Fig. 6 dargestellte Dichtzustand aufrechterhalten, in welchem sich die Kugel 33 in einem luftdichten Kontakt mit dem Ventilsitz 44 befindet. Wenn der Arbeitsdruck P den vorbestimmten Druck P^ übersteigt, wird die Druckaufnahmeflache der Kugel 33 in rapider Weise erhöht, wodurch die Kugel 33 augenblicklich in die in Fig. 7 dargestellte Stellung verschoben wird, in welcher die Kugel 33

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luftdicht am Urnfangsrand der gewölbten Fläche anliegt. Wenn andererseits der Einlaßluftdruck P unterhalb des vorbestimmten Druckes P~ gesenkt wird, wird die Kugel 33 sofort nach hinten in die Stellung gemäß Fig. 6 verschoben. Auf diese Weise stellt das Verhältnis zwischen Eingangsluftdruck P und Verschiebeweg 1 eine Hysterese-Schleife wie in Fig. 5 dar.

Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß die Druckmeßvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform dieselben technischen Vorteile wie die erste Ausführungsform aufweist, wobei die zweite Ausführungsform aber ohne Dichtmaterial an der Außenfläche der Kugel auskommt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Kugel gemäß der zwaVten Ausführungsform In dem Maße einer Kraft ausgesetzt ist, wie es beim Kolbenstempel 17 der Fall ist. Dadurch, daß die Abdichtung durch die Kugel selbst, nämlich aufgrund des nachgiebigen Werkstoffs, bewerkstelligt werden kann, sind keine separaten Dichtelemente erforderlich, wodurch der Aufbau insgesamt vereinfacht wird.

Aus Fig. 6 ist ein Gleichstrom-Doppelventil 60 ersichtlich, wobei dieses Doppelventil 60 zur Steuerung der Luftdruckzufuhr zu einer Presse dient. Bei Zufuhr von Druckluft durch das Doppelventil zur Presse wird eine nicht dargestellte Kupplung betätigt, worauf der Preßbetrieb

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in Gang gesetzt wird, wobei dann, wenn die Presse zum oberen Totpunkt bewegt wird, das Ventil zur Absperrung der Zufuhr an Druckluft umgestellt wird, wodurch die Kupplung getrennt und eine Bremse in Gang gesetzt wird, um die Presse zu stoppen.

Das Doppelventil 60 weist aus Sicherheitsgründen zwei Ventilelemante 61 und 62 auf, um die Presse sicher mit Hilfe einer der beiden Ventilelemente zum Halten zu bringen, falls einer der Ventilelemente ausfällt.

Aus Fig. 8a geht hervor, daß der Anschluß für die Druckluftzufuhr mit der Presse über die einlaßseitig getrennten Leitungen 65a und 65b, die Leitungen 61a, 62a in den Ventilelementen 61 und 62 und die auslaßseitig geteilten Leitungen 66a und 66b und die Leitung 67 mit der Presse verbunden ist, wenn die Solenoide 63 angeschaltet sind. Solange der Anschluß 64 mit der Presse in Verbindung steht, wird Druckluft zur Betätigung dar Presse zugeführt. Aus Fig. 8b geht hervor, daß der Absauganschluß 68 mit der Presse durch die auslaßseitig untereteilten Leitungen 69a und 69b, die Leitungen 61b und 62b in den Ventilelementen 61 und 62 und die getrennten Leitungen 66a und 66b sowie die

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Leitung 67 mit der Presse verbunden ist, wenn die Solen olde 63 und 64 ausgeschaltet sind» Solange der Absauganschluß 68 mit der Presse in Verbindung steht, strömt die Druckluft von der Presse zurück, um über den Anschluß abgeführt zu werden, wodurch die Presse am oberen Totpunkt zum Halten kommt,"Auch wenn eines der Ventilelernente, beispielsweise das Element 62 nicht normal arbeitet, wird die Presse angehalten, solange das andere Ventil— element 61 normal arbeitet. Wenn das Ventil— element 62 nicht normal arbeitet, wird zur Presse über die elnlaßseltlge Leitung 65b, die Leitung 62a Im Ventilelement 62, die Leitung 66a und die Leitung 67, wie In Fig,8c dargestellt, Druckluft zugeführt, da aber das andere Ventilelement 61 normal arbeitet, strömt die der Presse zugeführte Druckluft über die Leitung 67, die Leitung 66b, die Leitung 61b Im Ventilelement 61 und die auslaßseltige Leitung 69a zurück und wird dann über den Anschluß abgezogen, wodurch die Presse zum Halten kommt. Um jeglichen Schwierigkeiten mit dem Doppelven— til 60. gerecht zu werden, ist ein pneumatischelektrischer Signalwandler 70 vorgesehen, welcher mit einer Druckmeßvorrichtung nach Maßgabe der Erfindung ausgerüstet ist. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird davon ausgegangen, daß der pneumatisch—elektrische

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Signalwandler 70 ähnlich aufgebaut ist, wie das erste Ausfuhrungsbexspiel der Erfindung gemäß den Fig. 3 und 4. Somit kann in der Beschreibung auf die Fig. 3, 4 und 8a bis 8c Bezug genommen werden.

Die Aufnahmeöffnung 10 der Druckmeßvorrichtung ist über die pneumatische Leitung 71 mit der Leitung 67 verbunden. Wenn der Presse Druckluft

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(5 kg/cm ) zugeführt wird (siehe Fig. 8a) wird auch die Druckmeßeinrichtung 10 über die pneumatische Leitung 71 mit unter hohem Druck stehender Luft versorgt. Der auf den Kolbenstempel 17 wirkende Druck übersteigt den vor-

2 bestimmten Druckwert P^. (in diesem Fall P-= 2Kg/cm }.

Somit wird der Kolbenstempel 17 sofort aus seiner Stellung in Fig. 3 in die Stellung gemäß Fig. verschoben, so daß die Stange 19 nach vorne geschoben wird, wodurch die Kontakte V und W im Grenzlagenschalter 2 ausgeschaltet, wohingegen die Kontakte X und Y eingeschaltet werden. Wenn die Kontakte X und Y eingeschaltet sind, wird beispielsweise eine Anzeigelampe erleuchtet, welche an die Kontakte X und Y angeschlossen ist, wodurch die Betriebsweise der Presse angezeigt wird.

Wenn dann die Preßramme zum oberen Totpunkt bewegt wird und dann die beiden Solenoide 63 normalerweise in die Ausschaltstellung geschaltet werden, wird die Druckluft in der

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Presse über die Leitungen 61a und 61b und den Anschluß 68 abgezogen (siehe Fig. 8b), wodurch der an der Druckmeßvorrichtung 10 wirkende Einlaßluftdruck unterhalb P₉ abgesenkt wird

ρ (in diesem Fall P₂ = 0,03 kg/cm ). Auf diese Weise wird der Kolbenstempel 17 sofort aus seiner Position gemäß Fig.4 in die gemäß Fig.3 dargestellte Position verschoben, so daß die Stange 19 zurückgezogen wird, wodurch die Kontakte V und W angeschaltet und die Kontakte Y und X ausgeschaltet werden. Dadurch wird beispielsweise eine mit den Kontakten V und W verbundene Lampe entzündet, welche angibt, daß Druckluft von der Presse abgezogen ist und die Presse anhält und daß die zwei Ventilelemente 61 und 62 im Doppelventil 61 normal betätigt sind. Falls eines der Ventilelemente im Doppelventil 60, beispielsweise das Ventilelement 62, nicht normal arbeitet, wird über das Ventilelement 62 der Presse Druckluft zugeführt, aber zur gleichen Zeit die der Presse zugeführte Druckluft durch das andere Ventilelement 61, wie in Fig. 8c dargestellt, abgezogen. Dies verursacht eine Reduzierung des Drucks auf ein Ausmaß, daß gering genug ist, um die Presse zum Halten zu bringen, jedoch verbleibt noch ein effektiver Restdruck von 0,05 % des zugeführten

2 2

Drucks 5 kg/cm , d.h. 0,25 kg/cm . Da der Restdruck auf die Gesamtfläche des Kolbenstempels

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in der Druckrneßvorrichtung 1 wirkt und dieser

2
Restdruck von 0,25 kg/cm höher als der vor-

2 bestimmte Druck P₂ gleich 0,03 kg/cm ist,

wird der Kolbenstempel 17 in der in Fig.4 dargestellten Stellung gehalten, wodurch die Stange 19 nicht nach hinten verschoben wird. Somit wird der Schalter 2 noch in derselben Stellung wie bei Betrieb der Presse gehalten, in welcher die Kontakte V und W in der Ausschaltstellung und die Kontakte X und Y sich in der eingeschalteten Stellung befinden. Dadurch wird angezeigt, daß eines der Ventilelemente im Doppelventil 60 außer Normalbetrieb läuft. Bei dieser Art von Vorrichtung ist eine sehr hohe Differenz zwischen Zuführdruck

und Abführdruck vorhanden, welche ermittelt werden muß. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, sowohl den hohen wie auch den niedrigen Druck zu ermitteln. Weiter ist es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich, eine sehr feine Druckdifferenz zwischen dem Restdruck zur Zeit des Normalbetriebs beider Ventilelemente 61 und 62 und für den Fall, daß eines der Ventilelemente 61 und 62 nicht normal betätigbar ist, da das Druckmeßgerät gemäß der Erfindung sogar im Bereich des Niederdrucks eine ausgezeichnete Ansprechgenauigkeit aufweist. In bezug auf die Fig. 9 und 10 wird der zweite Anwendungsfall

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der erfindungsgemäßen Vorrichtung, nämlich zum Anzeigen 'der Hubenden eines Pneumatiksylinders beschrieben, In Fig. 9 ist ein Pneumatikzylinder 80 dargestellt, welcher durch einen Kolben 81 in zwei Kammern und 83 unterteilt ist, wobei die Kammern 82 und 83 jeweilig mit Leitungen 84 und 85 verbunden sind. Schließlich sind die Leitungen und 85 über ein Steuerventil 86 an eine Druckmittelquelle angeschlossen. Darüber hinaus sind die Leitungen 84 und 85 jeweilig mit pneumatisch-elektrischen Signalkonvertern 87 und 88 verbunden. Die pneumatisch-elektrischen Signalwandler 87 und 88 sind in Übereinstimmung mit dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß den Fig. 3 und 4 aufgebaut. Die Druckaufnahmeöffnungen 10 der Vorrichtung 1 sind mit dem Leitungen 84 und 85 über Pneumatikleitungen 89 und 90 verbunden.

Wenn der Pneumatikzylinder 80, wie in Fig. 9a dargestellt, in Vorwärtsrichtung betätigt wird, strömt über die Leitung 91 im Steuerventil und die Leitung 85 in die Kammer 83 Druckluft, so daß der Kolben 81 in Vorwärtsrichtung verschoben wird. Zur gleichen Zeit strömt die Druckluft in der Kammer 82 über die Leitung 84 und den Kanal 92 im Steuerventil 86 nach außen. Da der Einlaßluftdruck P an der Aufnahmeöffnung der Druckmeßvorrichtung 1 im Zweiten pneumatischelektrischen Signalwandler 88 den vorbestimmten

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Druck P. überschreitet, wie es durch eine gekrümmte Linie A in Fig. 10 dargestellt ist, wird der Kolbenstempel 17 augenblicklich aus seiner Stellung in Fig. 3 in die in Fig. 4 dargestellte Stellung verschoben, so daß die Stange 19 vorwärtsbewegt und dadurch die Kontakte V¹ und W abgeschaltet und die Kontakte X'und Y¹ eingeschaltet werden. Da der Einlaßluftdruck an der Aufnahmeöffnung 10 der Druckmeßvorrichtung 1 im ersten pneumatisch-elektrischen Signalwandler 87 höher als der vorbestimmte Druck P_? ist (dargestellt durch die andere gekrümmte Linie B in Fig.10), wird die Stange 19 noch in der vorderen Stellung gemäß Fig.4 gehalten, wodurch die Kontakte V und W sich in der ausgeschalteten und die Kontakte Xund Y sich in der angeschalteten Stellung befinden.

Wenn die Vorwärtsbewegung des Kolbens 81 abgeschlossen ist (Fig. 9b) wird der Einlaßluftdruck zur Druckmeßvorrichtung 1 des zweiten pneumatisch-elektrischen Signalkonverters 88 über den vorbestimmten Druck P^ erhöht, wie durch den rechten Teil der gekrümmten Linie A in Fig. 10 dargestellt. Somit wird die vordere Position der Stange 19 gemäß Fig. 4 noch aufrechterhalten, so daß die Kontakte V¹ und W sich in der ausgeschalteten und die Kontakte X¹ und Y¹ in der angeschalteten Stellung befinden. Andererseits wird der

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Einlaßluftdruck P an der Aufnahmeöffnung 10 in der Druckmeßvorrichtung 1 des ersten pneumatischelektrischen Signalwandlers 87 rapid unterhalb des vorbestimmten Drucks P„ gesenkt, wie es aus dem rechten Teil der gekrümmten Linie B in Fig.10 hervorgeht. Dies verursacht die verzögerungsfreie Verschiebung des Kolbenstempels 17 aus der in Fig. 4 die in Fig. 3 dargestellte Position, wodurch die Stange 90 nach hinten verschoben wird. Auf diese Weise werden die Kontakte V und W angeschalten und die Kontakte X und Y abgeschaltet, so daß das vordere Ende des Pneumatikzylinders erfaßt werden kann. Für den Betrieb des Pneumatik-Zylinders 80 in die rückwärtige Richtung wird zuerst das Steuerventil 86 umgestellt und Druckluft in die Kammer 82 über den Kanal 93 im Ventil 96 und die Leitung 84 geführt, wohingegen die Druckluft in der Kammer 83 über die Leitung 85 und den Kanal 94 im Ventil 86 abgeführt wird. Somit wird die Bewegung des Kolbens 81 in die hintere Stellung gemäß Fig.9c in Gang gesetzt. In diesem Moment wird der Einlaßluftdruck P an der Druckaufnahmeöffnung 10 in der Druckmeßvorrichtung 1 des ersten pneumatisch-elektrischen Signalwandlers 87 über den vorbestimmten Druck P.^, hinaus erhöht, wie aus der gekrümmten Linie A in Fig. 10 hervorgeht, wodurch der Kolbenstempel 17 verzögerungsfrei aus der in Fig. 3 dargestellten Stellung in die in Fig. 4 dargestellte Stellung verschoben wird. Dadurch wird die Stange 19 in Vorwärts-

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richtung derart verschoben, daß die Kontakte V und W abgeschaltet und die Kontakte X und Y angeschaltet werden. Andererseits ist der Einlaßluftdruck P an der Druckmeßvorrichtung 1 des zweiten pneumatischelektrische Signalwandlers 88 höher als der vorbestimmte Druck P~, wie aus der gekrümmten Linie B in Fig. 10 hervorgeht, wodurch die vordere Stellung der Stange in Fig. 4 aufrechterhalten wird. Auf diese Weise befinden sich die Kontakte V und W¹ noch in der ausgeschalteten Stellung, wohingegen sich die Kontakte X' und Y¹ noch in der angeschalteten Stellung befinden.

Wenn die Rückwärtsbewegung des Kolbens 81 voll ausgeführt ist, wird der Einlaßluftdruck P an der Aufnahmeöffnung 10 des zweiten pneumatischelektrischen Signalwandlers 88 rapide unterhalb des vorbestimmten Druckwerts P~ gesenkt, wie aus dem rechten Teil der gekrümmten Linie B in Fig.10 hervorgeht, wodurch der Kolbenstempel 17 verzögerungsfrei aus der in Fig.4 dargestellten Position in die in Fig. 3 dargestellte Position verschoben wird. Auf diese Weise wird die Stange 19 in die rückwärtige Richtung verschoben und die Kontakte V und W¹ angeschaltet sowie die Kontakte X¹ und Y¹ ausgeschaltet. In der Zwischenzeit ist der Einlaßluftdruck an der Aufnahmeöffnung 10 in der Druckmeßvorrichtung 1 des ersten pneumatisch-elektrischen Signalwandlers 87 weiter über den vorbestimmten Druck P-, angestiegen, wodurch die Stange 19 in der vorderen Stellung derart gehalten wird, daß die Kontakte V und W sich noch in der ausgeschalteten und

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die Kontakte X und Y noch in der angeschalteten Stellung befinden. Auf diese Weise wird das vordere Ende des Pneumatikzylinders 80 dadurch erfaßt, daß die Kontakte V und W des ersten pneumatisch-elektrischen Signalwandlers 87 auf die angeschaltete Stellung umgeschaltet und die Kontakte X und. Y desselben auf die Ausstellung umgestellt werden, wohingegen

das rückwärtige Ende dadurch erfaßt wird, daß die Kontakte V und W des zweiten pneumatisch-elektrischen Signalwandlers 88 in die eingeschaltete Stellung und die Kontakte X^r und Y* auf die ausgeschaltete Stellung geschaltet werden. In diesem Zusammenhang ist festzuhalten, daß die Hubenden des Zylinders mit Hilfe der erfindungsgemäßen Druckmeßvorrichtung sowohl im Hochdruck- wie auch im Niederdruckbereich ermittelt werden. Insbesondere wenn der Druck P_n an der Auslaßseite größer als der Zuführdruck P. ist, sollte üblicherweise der vorbestimmte Druck P₂ bei Erfassung des Niederdruckbereichs (Aufnahme des Hubendes) gesenkt werden. Unter Verwendung der Druckmeßvonichtung nach der Erfindung kann dies gewährleistet werden.

Wie bereits erwähnt, wird gemäß der Erfindung zwischen den beiden Seitenwänden des Detektorgehäuses und des Druckaufnähmeteils eine Abdichtung erzielt und ist-die Verschlußfläche an der Seite der Auslaßöffnung

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zwischen der Seitenwand des Detektorcehäuses und des Druck aufnahmeteils wesentlich größer als die an der Druckaufnahmeseite zwischen der Seitenwand des Detektorae'näuses und des Druckaufnahmeteils. Somit kann das Verhältnis zwischen Einlaßluftdruck und Verschiebeweg des Druckaufnahmeteils durch eine Hystereseschleife dargestellt werden. Die weitere Druckermittlung kann in optimaler Weise in Richtung der Hystereseschleife bewirkt werden. Da das Druckverhältnis im wesentlichen durch zwei Dicht- oder Verschlußflächen bestimmt werden kann, ist es möglich, ein größeres Druckverhältnis zu erreichen.

Als weiterer Vorteil der Erfindung ist eine auszeichnete Ansprechgenauigkeit erzielbar, da die Druckmeßvorrichtung derart aufgebaut ist, daß ein vorläufiger Betriebszustand hergestellt wird, bis der vorbestimmte Druck erreicht wird und das Druckaufnahmeteil, sobald dasselbe erreicht ist, verzögerungsfrei zur Umstellung des Schalters verschoben wird.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Druckerfassung in einem weiten Druckbereich ausgeführt wird, welcher bei hoher Ansprechgenauigkeit den Hochdruckbis zum Niederdruckbereich abdeckt. Gleichzeitig ist eine lange Lebensdauer der Vorrichtung gewährleistet, da die Druckmeßvor-

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richtung derart aufgebaut ist, daß am Außenumfang des KolbenstempeIs keinerlei Dichtmittel angeordnet sind, welche in Gleitkontakt mit der Innenwand des Meßgehäuses gelangen könnten, wie es bei den konventionellen Druckmeßvorrichtungen der Fall ist.

Starnberg, 23.4.1979 /1068 .

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Claims (12)

^y 16326 Patentansprüche

1.)Druckmeßvorrichtung, welche ein Gehäuse mit einer Aufnahrneöffnung an einer der Seitenwände und einer Auslaßöffnung an der anderen Seitenwand des Gehäuses, sowie ein in einer Axialbohrung des Gehäuses in Axialrichtung verschiebbar angeordnetes Druckaufnahir.eteil aufweist, wobei die Axialbohrung durch eine Seitenwand hindurch mit der Aufnahmeöffnung in Verbindung steht und am Druckaufnahmeteil eine Schalt- oder Betätigungs stange befestigt ist, welche durch die andere Seitenwand des Gehäuses ragt und in dieser verschiebbar angeordnet ist, und das Druckaufnahmeteil durch eine Feder gegen die Aufnahmeöffnung vorgespannt ist,
dadurch gekennzeichnet,

daß zwischen der Seitenwand des Gehäuses (4, 5; 31) an der Seite der Druckaufnahmeöffnung (10; 42) und dem Druckaufnahmeteil (17; 33) sowie zwischen der anderen Seitenwand des Gehäuses an der Seite der Auslaßöffnung (16; 40) und dem Druckaufnahmeteil (17; 33) eine Dichtung vorgesehen ist, und daß die Dichtfläche an der Seite der Auslaßöffnung (16; 40) größer als diejenige an der Seite der Druckaufnahmeöffnung ist.

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ORIGINAL INSPECTED

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Druckaufnahmeteil als scheibenförmiger Kolbenstempel (17) ausgebildet und eine der Enden der "Stange (19) am Kolberistempel (17) in desssen mittleren Bereich befestigt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß entweder an der Seitenwand (9) des Gehäuses oder an der Stirnfläche des Kolbenstempels (17) gegenüber der Seitenwand des Gehäuses ein Dichtring (21) angeordnet und an der Seitenwand des Gehäuses an der Seite der Auslaßöffnung (16) oder an der inneren Umfangswand des Gehäuses oder an der auf diese Seitenwand zuweisenden Stirnseite des Kolbenstempels (17) ein weiterer Dichtring (22) angeordnet ist, dessen Durchmesser größer als der des anderen Dichtrings (21) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Durckaufnahmeteil eine Kugel (33) ist.

δ ti s a 4: / ο : :^j 4

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die Kugel (33) aus einem leichtgewichtigen und nachgiebigen Werkstoff hergestellt und an der Seitenwand des Gehäuses an der Seite der Druckaufnahmeöffnung (42) ein Ventilsitz (44) gebildet ist, welcher in Axialrichtung in die Axialbohrung (32) hinenragt und die Druckaufnahmeöffung (42)umgibt, und daß an der anderen Seitenwand des Gehäuses an der Seite der Auslassöffnung (40) eine gekrümmte Fläche (35) ausgebildet ist, in welche die Auslaßöffnung (40) mündet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das Gehäuse eine Dose (4) mit einer darin ausgebildeten Axialbohrung (6) ist, welche an "einer Seite offen und mit einem in die Bohrung eingesetzten Deckel (5) verschlossen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das Gehäuse ' zwei in Axialrichtung unterteilte Gehäusehälften aufweist, wobei die Hälften miteinander durch Befestigungsglieder, wie Bolzen odb dgl. verbunden sind.

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8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

daß das nachgiebige Material Nylon, PoIyuräihan od. dgl. ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß ein Grenzlagenschalter (2, 50) in axialer Ausrichtung zur Stange (19, 39) angeord- . . net ist, wobei der Schalter derart ausgebildet ist, daß er durch die Stange an- oder ausschaltbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch ^, dadurch gekennzeichnet,

daß ein mechanisches Ventil in Axialausrichtung zur Stange (19, 39) angeordnet ist, welches derart ausgebildet ist, daß es durch die Stange in die angeschaltete oder ausgeschaltete Stellung umstellbar ist.

11. Steuerschaltung für eine Presse, in welcher Unterbrechung und Betrieb durch gesteuerte Zufuhr und Abfuhr von Druckluft zu und von der Presse mit Hilfe eines Doppelventils und der Druckmeßvorrichtung nach Anspruch 1 steuerbar sind,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Doppelventil (60 ) aus zwei Ventilelementen (61, 62) aufgebaut ist, wobei die

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Lufteinlsßöffnung an beiden Ventilelementen getrennt ist und mit der Leitung an der Pressenseite durch die jeweiligen Ventilelemente in Verbindung steht und die Luftauslaßöff— nung getrennt und mit der zur Presse führenden Leitung durch die jeweiligen Ventilelemen— te verbunden ist, wobei die zur Presse führende Leitung selektiv mit der Lufteinlaßöffnung oder --auslaßöffnung durch gleichzeitige Umstellung beider Ventilelemente (61, 62) verbindbar ist und die zur Presse führende Leitung (67) mit der Druckaufnahmeöffnung (10) der Druckmeßvorrichtung verbunden ist.

12. Schaltung zur Ermittlung der Enden des Hubs eines Pneumatikzylinders, mit eingebauten Druckmeßvorrichtungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die beiden durch den Kolben (81) unterteilten Druckkammern (82, 83) des Pneumatikzylinders (80) mit den Druckaufnahmeöffnungen der Druckmeßvorrichtungen verbunden sind.

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