DE3026539A1 - Steuergeraet zur bereitstellung von steuersignalen - Google Patents

Steuergeraet zur bereitstellung von steuersignalen

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Description

-3-Anmelder: H.Kuhnke GmbH KG, Marktstraße, 2427 Malente
Steuergerät zur Bereitstellung von Steuersignalen
Die Erfindung betrifft ein Steuergerät zur Bereitstellung von Steuersignalen, bei dem ein erster, mit dem Gerät zugeführten Eingangssignalen beauftragter Wandler einer elektrischen Einrichtung vorgeschaltet ist, die die gewandelten Signale derart verarbeitet, daß die Einrichtung nach'Ablauf einer einstellbaren Zeitspanne ein Steuersignal zur Verfügung stellt.
Bei der Bereitstellung von Steuersignalen unter Verwendung von fluidischen EingangsSignalen ist es bekannt, daß fluidische Eingangssignal in ein elektrisches Signal umzuwandeln und dieses dann einem Zeitwerk zuzuführen, das entsprechend der vorgewählten Zeitspanne ein elektrisches Ausgangssignal zur Verfügung stellt. Dieses wird dann z.B. dem Magnetventil eines zu steuernden, fluidischen Schaltkreises zugeführt.
Für längere Zeitspannen, z.B. mehrere Minuten oder Stundenweisen derartige Zeitwerke mechanische Hemmwerke oder fliehkraftbetriebene Einrichtungen auf. Für kürzere Zöiten ist es bekannt, nach dem Drossel-Kapazitäts-Prinzip arbeitende Bausteine zu verwenden, die also auf rein fluidischer Basis arbeiten. Derartige Zeitwerke und Bausteine weisen den Nachteil auf, daß sie neben einem hohen mechanischen Aufwand zeitungenau arbeiten, und zwar sowohl hinsichtlich des Beginns als auch hinsichtlich der Dauer der jeweils gewünschten Zeitspanne. Dieses gilt auch für die Reproduzierbar-
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keit der Zeiteinstellungen. Außerdem sind die fraglichen Zeitwerke hysteresebehaftet.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Steuergerätes gemäß der einleitend angeführten Art zur Bereitstellung von Steuersignalen, das bei einfachem Aufbau die reproduzierbar genaue Einstellung sowohl des Beginns als auch der Zeitdauer der bereitzustellenden Steuersignale gestattet und diese Eigenschaften für eine außerordentlich hohe.Anzahl von Betriebsstunden gewährleistet.
Die Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich dadurch, daß die erwähnte Einrichtung aus einem Zeitglied vom Transistor- oder Quarztyp oder aus einem Zählglied oder aus einem aus beiden Gliedern kombinierten Gesamtglied besteht und das ein dem gewählten Glied nachgeschalteter weiterer Wandler vorgesehen ist, der das elektrische Steuersignal des Gliedes in ein fluidisches Ausgangssignal umsetzt.
Mit dieser Lösung ist es möglich, sowohl den Beginn als auch die Dauer der gewünschten Zeitspanne für das vom Steuergerät bereitzustellende Steuersignal genau einzustellen. Dabei kann das Steuersignal mit einer reproduzierbaren Genauigkeit der Zeitstreuung von z.B. 2oo ms zur Verfügung gestellt werden, was gegenüber herkömmlichen Geräten eine wesentlich gesteigerte Genauigkeit bedeutet. Weiterhin bleiben diese Eigenschaften über den maximalen Einstellbereich erhalten, welcher looo Betriebsstunden und mehr betragen kann, und sie sind praktisch hysteresefrei.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes nach Anspruch 1 sind
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in dem UnteranSprüchen 2 bis 8 angeführt. Nach Anspruch 2 kann die genaue Einstellung des betreffenden Gliedes auf einfache Weise vorgenommen werden. Nach Anspruch 3 ergibt sich ein beträchtlich gesenkter elektrischer Energieverbrauch, da die Kippstufe nur einen Kurzimpuls weiterleitet, so daß der nachfolgende fluidische Wandler nur kurzzeitig mit einem Steuersignal beaufschlagt wird. Bei Verwendung einer Gleichstromquelle, z.B. einer Batterie, ist das erfindungsgemäße Gerät netzunabhängig. Dieser Quelle kann eine Solarzelle zugeschaltet sein, so daß die Quelle durch Lichteinwirkung energieerhaltend betrieben werden kann.
Die Erfindung ist nachstehend in Verbindung mit der anliegenden Zeichnung beispielsweise näher erläutert, wobei das Ausführungsbeispiel in der Zeichnung schematisch dargestellt ist.
Das Steuergerät 1 besteht aus einem Gehäuse 2 und aus mehreren, darin untergebrachten und miteinander verschalteten Bausteinen, bestehend aus einem ersten Wandler 3, der fluidische Eingangssignale in elektrische Signale umsetzt, aus einer: elektrischen Einrichtung 4, aus einer dieser nachgeschalteten monostabilen Kippstufe 5 und einem dann folgenden weiteren Wandler 6, der mit dem von der Kippstufe ankommenden Kurzsignal beaufschlagt wird und dadurch in seinem fluidischen Bereich eine Umsteuerung vornimmt. Die mit elektrischer Energie arbeitenden Bauteile werden vorteilhaft aus einer Gleichstromquelle 7 gespeist, die z.B. aus einer Batterie oder aus einem Akkumulator bestehen kann. Mit dieser Quelle kann eine Solarzelle 7a verschaltet sein, so daß die
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Quelle durch. Lichteinwirkung energieerhaltend betrieben werden kann. Alternativ ist es auch möglich, daß eine Wechselstromquelle verwendet werden kann, wobei das Gerät dann in der Regel netzabhängig ist. Der erste Wandler 3, der über eine Eingangsleitung 8 über den Anschluß X mit einem Eingangssteuersignal gespeist wird, weist einen Schalter 9 auf, um einen Stromkreis schließen zu können, so daß die Einrichtung 4 aktiviert werden kann.
Die Einrichtung 4 kann aus einem Zeitglied vom Transistor- oder Quarztyp, aus einem Zählglied oder aus einem aus beiden Gliedern kombinierten Gesamtglied bestehen. Die Einrichtung weist vorzugsweise eine digital anzeigende Eingabemöglichkeit 10 und eine weitere digitale Anzeige 11 auf, um die Einrichtung in einem gewünschten Zeitbereich, der 1000 Stunden und mehr betragen kann, einstellen zu können, wobei sich der Wert der Anzeige 11 während des Ablaufs der eingestellten Zeitdauer bzw. Zählwertes ändert. Für Einstellung und Anzeige kann auch nur ein gemeinsames Anzeigefeld vorgesehen sein. Ferner ist die Einrichtung 4 mit einem vorzugsweise dreistufigen Hauptschalter 12 versehen, mit dem das vorgeschlagene Steuergerät ein- und ausgeschaltet Kowie bei Verwendung eines kombinierten Gesamtgliedes auf Zeitverhalten oder Zählverhalten geschaltetnwird. Wenn in vereinfachter Ausführung des Steuergerätes nur das Zeitglied oder das Zählglied allein verwendet wird, wird der Hauptschalter 12 zweistufig sein.
Der weitere Wandler 6 kann in Form-eines umschaltbaren Fluidventils ausgebildet seäm, das einen elektrischen Eingangsteil auf-
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weist, um z.B. den Steuerkolben des Wandlers 6 in die gewünschte Schaltstellung bringen zu können. Ferner weist der Wandler einen Speicher auf, der so gestaltet ist, daß der Steuerkolben des Wandlers mittels einer Feder 13 eine Vorrangstellung einnimmt.
Es wird nun die Funktion des Steuergerätes beschrieben, wobei als Einrichtung 4 das vorstehend erwähnte Zeitglied besonderen Typs vorgesehen ist oder bei kombiniertem Gesamtglied nur das Zeitglied arbeiten soll.
Es sei angenommen, daß am weiteren Wandler 6 an dessen Anschluß P ein Fluiddruck ansteht, der unvermindert am Ausgang B des Wandlers 6 zur Verfügung steht. Soll dieser Schaltzustand des Wandlers bzw. der Schaltzustand des mit dem Wandler 6 verbundenen, nicht zur Erfindung gehörenden Schaltkreises verändert werden, wird am Anschluß X des Steuergerätes ein fluidisches Eingangssignal dem ersten Wandler 3 zugeleitet. Dieser aktiviert nun die Einrichtung 4 in Form des Zeitgliedes, an dem vorher an der Eingabe 10 die gewünschte Zeitspanne eingestellt worden ist. Ist diese Zeitspanne verstrichen, was an der Anzeige 11 abgelesen werden kann, wird der Kippstufe 5 vom Zeitglied ein Steuersignal zugeleitet, welches, abgesehen von der Zeitkonstante der Kippstufe, sofort dem weiteren Wandler 6 in Form eines Kurzimpulses zugeführt wird. Während der Dauer des Durchschaltens der Kippstufe 5 wird der weitere Wandler in der Weise aktiviert, daß durch das elektrische Signal der Speicher des Wandlers 6 gesetzt wird. Dadurch wird die bereits erwähnte Vorrangstellung des Steuerkolbens des Wandlers 6 aufgehoben .und der Steuerkolben in seine an-
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dere Schaltstellung gebracht, wobei diese neue Stellung so lange beibehalten wird, wie am Anschluß X das Eingangssteuersignal ansteht. Verlöscht dieses EingangsSteuersignal, wird der Speicher in seinen ursprünglichen bzw. Ausgangszustand zurückversetzt sowie die Anzeige 11 auf null gesetzt.
Es wird nun die Funktion des Steuergerätes unter Verwendung des Zählgliedes, welches allein die Einrichtung 4 bilden soll oder zusätzlich zu dem fraglichen Zeitglied enthalten sein kann, wobei das Zeitglied dann überbrückt ist, beschrieben.
Es sei auch hier für den weiteren Wandler 6 der Anfangszustand vorhanden, wie er in Verbindung mit dem Zeitglied beschrieben ist. Dies gilt auch für den ersten Wandler 3: An der Einrichtung 4 in Form des Zählgliedes wird an dessen Eingabe 10 eine Zahl eingestellt, die der Anzahl der eintreffenden Ereignisse in Form von Impulsen entspricht. Es treffen nunmehr am Anschluß X des Steuergerätes die fluidischen Impulse ein, die im Wandler 3 in. entsprechende elektrische Impulse umgesetzt werden, die wiederum das Zählglied beaufschlagen, was an der Anzeige 11 abzulesen ist. Ist dort die als Sollwert an der Eingabe 10 eingestellte Ereigniszahl erreicht, wird wiederum die monostabile Kippstufe 5 mit dem Ausgangssignal des Zählgliedes beaufschlagt, wodurch der weitere Wandler 6 wie vorstehend beschrieben beaufschlagt wird und dementsprechend arbeitet. Auch in diesem Fall kann so vorgegangen werden, daß, wenn am Anschluß X keine fluidischen Impulse mehr anstehen, sowohl der weitere Wandler 6 als auch das Zählglied jeweils in ihren Ausgangszustand gestellt werden.
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Hinsichtlich der Rückstellung kann alternativ auch so vorgegangen werden, daß. dies durch externe Signale oder Steuerimpulse erfolgt. Dies ist in der anliegenden Zeichnung beim weiteren Wandler 6 symbolisch mit 13' angedeutet.
Der Betrieb des zweiten Wandlers 6 kann auch dahingehend modifiziert werden, daß hierfür zusätzliche Steuerhilfsleitungen A1 und X1 vorgesehen sind, die von den Anschlüssen A bzw. X abgehen. Ein für diesen Betrieb geeigneter Wandler in Form eines Fluidventils kann einen Differenzkolben aufweisen. Dessen Vorrangstellung ist grundsätzlich durch die Feder 13 gewährleistet, wenn nicht gleichzeitig der Kurzimpuls von der Kippstufe 5 und ein Impuls oder dergleichen über die Hilfsleitung X' auf den Differenzkolben wirken. Durch Umschalten des den Differenzkolben aufweisenden Speichers des Wandlers 6, und zwar aufgrund eines Impulses von der Kippstufe 5, wird über die Hilfsleitung A' gegen die Feder 13 gleichzeitig ein weiterer Halteimpuls gesetzt, dessen Wert jedoch schwächer ist als der über die Hilfsleitung X1. Wird das Eingangssteuersignal am Anschluß X gelöscht, bewirkt die dann vorherrschende Kraft der Feder 13 die Rückstellung des Differenzkolbens in seine Ausgangsstellung. Gleichzeitig wird der Speicher über die Hilfsleitung A' entlüftet.
Als Vorteil des vorgeschlagenen Gerätes ist noch auf <\äen geringen elektrischen Energieverbrauch hinzuweisen, der darauf beruht, daß für den Auslösevorgang des weiteren Wandlers 6 nur ein Kurzimpuls von wenigen Millisekunden erforderlich ist, der wiederum gespeichert und so lange gehalten wird, bis entweder das am Anschluß
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X anstehende Steuersignal gelöscht oder die Rücksetzung durch ein extern eingegebenes Signal vorgenommen wird. Mittels des Hauptschalters 12 ist es möglich, das vorstehend beschriebene Steuergerät vollständig abzuschalten, um hierdurch ebenfalls unnötigen Energieverbrauch zu vermeiden.
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Claims (8)

  1. Patentanwälte
    Dr. Hugo Wilcken
    Dipl.-Ing. Thomas Wifcteft 3026 533
    Musterbahn 1 · 2400 Lübeck 1
    Anmelder: H.Kuhnke GmbH KG, Marktstraße, 2427 Malente
    Patentansprüche
    Steuergerät zur Bereitstellung von Steuersignalen, bei dem ein erster, mit dem Gerät zugeführten Eingangssignalen beaufschlagter Wandler einer elektrischen Einrichtung vorgeschaltet ist, die die gewandelten Signale derart verarbeitet, daß die Einrichtung nach Ablauf einer einstellbaren Zeitspanne ein Steuersignal zur Verfügung stellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (4) aus einem Zeitglied vom Transistor- oder Quarztyp oder aus einem Zählglied oder aus einem aus beiden Gliedern kombinierten Gesamtglied besteht und daß ein dem gewählten Glied nachgeschalteter weiterer Wandler (6) vorgesehen ist, der das elektrische Steuersignal des Gliedes in ein fluidisches Ausgangssignal umsetzt.
  2. 2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeit-, Zähl- oder Gesamtglied vorzugsweise digital anzeigend und digital einstellbar ausgebildet ist.
  3. 3. Steuergerät nach Anspruch 1 oder 2, "dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zeit-, Zähl- oder Gesamtglied und dem weiterem Wandler (6) eine monostabile Kippstufe (5) vorgesehen ist.
  4. 4. Steuergerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die elektrischen Bauteile des Gerätes eine vorzugsweise abschaltbare Gleichstromquelle (7) vorgesehen ist.
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  5. 5. Steuergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstromquelle (7) eine Solarzelle (7a) zur Energieerhaltung zugeordnet ist.
  6. 6. Steuergerät nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Wandler (6) einen fluidischen Speicher aufweist, der durch das kurzzeitige Steuersignal der Kippstufe (5) setzbar ist.
  7. 7. Steuergerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher des weiteren Wandlers (6) durch Löschen des auf den ersten Wandler (3) wirkenden EingangsSteuersignales oder durch ein externes Signal in seinen Ausgangszustand zurückgesetzt wird.
  8. 8. Steuergerät nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeit-, Zähl- oder Gesamtglied durch Löschen des auf den ersten Wandler (3) wirkenden Eingangssteuersignales oder durch ein externes Signal in seinen Ausgangszustand zurückgesetzt wird.
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