DE3129663A1 - Pneumatisches verzoegerungsrelais - Google Patents

Description

Esslingen, den 23. Juli 1981 D 8483 - oss

Festo-Maschinenfabrik Gottlieb Stoll, Esslingen a. N.

Pneumatisches Verzögerungsrelais

Die Erfindung betrifft ein pneumatisches Verzögerungsrelais gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartiges Verzögerungsrelais ist in der DE-OS 22 O 4 667 ^: beschrieben. Seine einstellbare Drossel besteht aus einer drehbaren Drosselnutscheibe, welche eine zur einen Stirnfläche hin offene Drosselnut mit sich in Umfangsrichtung stetig änderndem Querschnitt aufweist, sowie einer stationären Gegenscheibe, welche eine mit der Drosselnut zusammenarbeitende Abgreifbohrung aufweist. Unter Verwendung einer solchen Drosselnutscheibe kann man die Zeitkonstante des Verzögerungsrelais in weiten Grenzen ändern, und zwar sowohl in linearer als auch logarithmischer Abhängigkeit vom Verstellwinkel der Drosselnutscheibe.

Durch die vorliegende Erfindung soll ein Verzögerungsrelais gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weitergebildet werden, daß der Einstellbereich der Verzögerungszeit noch einmal vergrößert wird. ,. 2 ·>-

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein pneumatisches Verzögerungsrelais gemäß Anspruch 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Verzögerungsrelais kann die Verzögerungs zeit zusätzlich noch dadurch variiert werden, daß man den auf den Balg ansprechenden Stellungsgeber in Bewegungsrichtung des Balges verstellt. Diese Art der Verstellung der Verzögerungszeit ist zuweilen auch deshalb vorteilhaft, weil die Strömungsverhäitnisse an der Drossel bei dieser Verstellmöglichkeit nicht:verändert werden. Man hat also insgesamt ein pneumatisches RC-Verzögerungsglied mit einstellbarer Zeitkonstante , bei dem man zusätzlich vorgeben kann, welchen Teil der Bewegungskurve des Balges zu Steuerzwecken benutzt wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben. .

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 wird eine verkippfreie Abstützung des freien Balgendes in der Ruhelage erhalten .

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 erhält man eine Punktabstützung der freien Balgstirnseite in der Ruhelage.

Bei einem Verzögerungsrelais gemäß Anspruch 4 ist der Stellungsgeber auf mechanisch sehr einfache Weise so in den Anschlagkörper integriert, daß er auf das Erreichen der Ruhestellung durch den

Balg unmittelbar und zuverlässig anspricht.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 ist im Hinblick auf eine einfache Herstellbarkeit des Anschlagkörpers und des Stellungsgebers von Vorteil.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 6 beinhaltet einen störungsunabhängig arbeitenden, sehr kompakt bauenden fluidischen Stellungsgeber.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 wird erreicht, daß von der Flexibilität von Anschlußschläuchen, über welche der Stellungsgeber gespeist und sein Ausgangssignal abgenommen wird, auch zugleich beim Verstellen des Stellungsgebers Gebrauch gemacht werden kann. Den Verstellweg des Stellungsgebers ausgleichende Verbindungsstücke im Inneren des Verzögerungsrelais sind daher zusätzlich nicht erforderlich.

Die Weiterbildungen der Erfindung gemäß Anspruch 8 und 9 sind im Hinblick auf ein mechanisch besonders einfaches Verriegeln des Anschlagkörpers am Gehäuse von Vorteil.

Die Weiterbildungen der Erfindung gemäß Anspruch 10 und 11 beinhalten besonders kompakte Betätigungseinrichtungen zum Spannen des Balges entgegen der Federkraft.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.

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In dieser zeigen:

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch ein pneumatisches Verzögerungsrelais längs der Schnittlinie I-I von Fig. 3.

Fig. 2 einen axialen Schnitt durch den Aufziehmechanismus des Verzögerungsrelais von Fig. 1 in verkleinertem Maßstab 18,ngs der Schnittlinie II-II von Fig. 3, wobei der Aufziehmechanismus in derjenigen -Stel- - \ lung wiedergegeben ist_f die er nach dem Spannen

des Balges einnimmt; - j

Fig. 3 eine Aufsicht auf das Verzögerungsrelais nach Fig. 1; und

Fig. 4 einen axialen Schnitt durch einen abgewandelten Aufziehmechanismus für das Verzögerungsrelais nach Fig. 1.

Das in Fig. 1 gezeigte Verzögerungsrelais hat ein becherförmiges Gehäuse 10, welches oben durch einen Deckel 12 verschlossen ist.

Die untere Gehäusestirnwand hat einen zentralen axial zurückgesetzten Wandabschnitt 14, an welchem eine stationäre Drosselplatte 16 mit einer axialen Abgreifbohrung 18 festgeklebt ist.

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Letzterer mündet am unteren Ende in eine Einlaßkammer 20 aus, die mit der Atmosphäre über eine poröse Filterscheibe 22 in Ver bindung steht. Die Filterscheibe 22 ist durch eine Druckfeder 24 festgelegt, deren anderes Ende an einem Ring 26 abgestützt ist, der seinerseits über einen transversalen Stift 28 an einer Einstellhülse 30 abgestützt ist.

In der Einstellhülse 30 ist eine Federkammer 32 vorgesehen, durch welche sich mittig ein abgestufter Führungsstift 34 erstreckt.

Auf dem freien Ende des Führungsstiftes 34 läuft ein Ventilkörper 36 mit einer Dichtscheibe 38. Der Ventilkörper 36 ist durch eine den Führungsstift 34 umgebende und in der Federkammer 32 einsitzende Schraubendruckfeder 40 in Richtung von der Einstellhöhe zu 30 weg und^ in Richtung auf eine Stirnplatte zu vorgespannt. Die Dichtspheibe 38 arbeitet mit einem Ventilsitz. 44 zusammen, der an der Unterseite einer Qffnung 46 der Stirnplatte 42 ausgebildet ist, durch welche sich ein oberer Abschnitt des Ventilkörpers 36 unter Spiel hindurch erstreckt. Das obere Ende des Ventilkörpers 36 trägt einen Federsitz 48, an welchem eine an der Oberseite der Stirnplatte 42 abgestützte Schraubendruckfeder 50 angreift.

Die Stirnplatte 42 verschließt das obere Ende eines Balges 52 aus Gummi, welcher mit einem oberen Wulst 54 in eine Umfangsnut 56 der Stirnplatte 42 lösbar eingesetzt ist. Am unteren

Ende weist der Balg 52 eine angeformte Stirnwand 58 auf, welche zwischen einen radialen Flansch 60 der Einstellhülse 30 und eine Drosselnutscheibe 62 dicht eingespannt ist. Fluchtende Bohrungen 64, 66, 68 im Flansch 60, der Stirnwand 56 und der Drosselnutscheibe 62 stellen eine Verbindung zwischen dem Innenraum des Balges 52 und dem einen Ende einer in der Unterseite der Drosselnutscheibe 62 ausgebildeten, in Umfangsrichtung verlaufenden Drosselnut 70 her. Durch Drehen der Einstellhülse 30 läßt sich die effektive Länge des zwischen den Bohrungen 64, 66, 68 und der Abgreifbohrung 18 liegenden Abschnittes der Drosselnut 70 variieren.

Durch die Schraubendruckfeder 40 ist zugleich der Balg 52 in Richtung einer Vergrößerung seines Innenraumes-vorgespannt. Ein mit der Stirnplatte 42 des Balges 52 zusammenarbeitender Anschlagring 72 trägt drei unter einem Winkelabstand von 120 angeordnete, axial nach unten vorspringende Anschlagzapfen 74 und hat eine mittige öffnung 76, durch welche die von der Stirnplatte 42 getragene Ventilanordnung frei hindurchtreten kann.

In einem der Anschlagzapfen 74 ist ein axialer Fühlerkanal 78 ausgebildet, der zur Oberseite des Anschlagringes 72 hin durchläuft und in einen in der Unterseite eines Fühlergehäuses 80 ausgebildeten Oberflächenkanal 82 ausmündet. Das Fühlergehäuse 80 ist aus Stahl gefertigt und ist mit seiner Unterseite fest auf die Oberseite des aus Kunststoff gefertigten Anschlagringes 72 aufgeklebt.

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Der Fühlerkanal 78 steht über den Oberflächenkanal 82 und einen vertikalen Verbindungskanal 84 mit einem horizontalen Verbindungskanal 86 in Verbindung, der seinerseits mit einer Signalausgangsöffnung 88 (vgl. Fig. 3) kommuniziert. Der Verbindungskanal 86 steht ferner über eine Drossel 90 mit einem Speisestutzen 92 in Verbindung, der mit einer Druckluftquelle verbindbar ist und eine Öffnung 94 im Deckel 12 unter Spiel durchsetzt. Auf diese Weise steht das Innere des Gehäuses 10 mit der Atmosphäre in Verbindung, und zugleich kann der Speisestutzen 92 (und ähnlich ein mit der Signalausgangsöffnung verbundener Signalausgangsstutzen, der ebenfalls vom Fühlergehäuse 80 getragen ist) in axialer Richtung unbehindert verfahren werden-. - - - * _ . . - _r

An den Anschlagring 72 ist am Rand ein axialer Befestigungsab- j

\ schnitt 76 angeformt, der an einer Seitenwand 98 des Gehäuses ^ 10 geführt ist. In der Seitenwand 98 ist ein vertikaler Längsschlitz 100 vorgesehen, durch welchen sich der Schaft einer Klemmschraube 102 hindurch erstreckt. Der Kopf der letzteren ist an der Außenfläche der Seitenwand 98 abgestützt, während ihr Gewinde in einem metallenen Druckstück 104 läuft, welches an der Innenseite des Befestigungsabschnittes 96 angreift.

Vom Deckel 12 ist ein einfach wirkender pneumatischer Stellmotor 106 getragen, dessen Kolben 108 durch eine Schraubendruckfeder 110 nach unten vorgespannt ist. Die mit dem Kolben 108 verbundene Kolbenstange 112 trägt am freien Ende eine Betätigungsplatte 114, die mit der Oberseite des Ventilkörpers 36 zusammenarbeitet. Der unter dem Kolben 108 liegende Arbeits-

raum 116 ist über einen Speisekanal 118 (vgl. auch die Fig. 2 und 3) mit einem Speisestutzen 120 verbunden.

Fig. 4 zeigt einen abgewandelten Stellmotor 106', welcher als Kolbenersatz eine Membran 108' aufweist. Deren mittiger Teil ist durch einen Gummikörper 122 versteift, welcher das Abtriebsteil 112' des Stellmotors 106' trägt. Letzteres ist wieder durch eine Schraubendruckfeder 110' in die ausgefahrene Stellung vorgespannt und kann durch Unterdruckbeaufschlagung der Membran 108' über den Speisestutzen 120¹ eingefahren werden.

Das oben beschriebene Verzögerungsrelais arbeitet folgendermaßen:

Die Ruhestellung des Verzögerungsrelais ist in Fig. 1 wieder- ι gegeben. Durch Entlüften des Arbeitsraumes 116 wird die Betäti- i gungsplatte 114 nach unten bewegt und kommt in Anlage an den Ventilkörper 36, woraufhin die Dichtscheibe 38 vom Ventilsitz abgehoben wird. Beim weiteren Nach-unten-Bewegen der Betätigungsplatte 114 kann nun der Balg 52 zusammengedrückt werden, wobei die in seinem Inneren befindliche Luft über die öffnung 46 unbehindert abströmt. Nun wird der Arbeitsraum 116 mit Druck beaufschlagt, und die Betätigungsplatte 114 wird wieder angehoben. Auf dem ersten kleinen Abschnitt des Rückhubes der Betätigungsplatte 114 kommt dann die Dichtscheibe 38 wieder in Anlage an den Ventilsitz 44. Ein Wiederausdehnen des Balges-52 unter der Kraft der Schraubendruckfeder 40 ist nun nur noch unter Zuführung von Luft über den aktiven Abschnitt der Drosselnut 70 mög-

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lieh, der gemäß der Winkelstellung der Einstellhülse 30 ausgewählt ist. Der Balg dehnt sich nun langsam wieder aus, bis die Stirnplatte 4 2 wieder in Anlage an die Anschlagzapfen 54 kommt. Zu diesem Zeitpunkt wird dann der Fühlerkanal 78 verschlossen, und dies führt zu einem Druckanstieg an der Signalausgangsöffnung 88.

Zum Verstellen der Zeitkonstante des Verzögerungsrelais kann man entweder die Einstellhülse 30 verdrehen, und damit die effektive Länge der Drosselnut variieren, man kann aber auch die Klemmschraube 102 lösen und den Anschlagring 72 zusammen mit dem Fühlergehäuse 80 in axialer Richtung verstellen.

Claims (11)

1. Esslingen, den 23.JuIi 1981 D 8483 - oss

   Festo-Maschinenfabrik Gottlieb Stoll, Esslingen a. N.

   Pneumatisches Verzögerungsrelais

   Patentansprüche :

   1 ./ Pneumatisches Zeitschaltrelais, mit einem Gehäuse, mit >■—^

   einem vom letzteren getragenen, in die Stellung maximaler oder minimaler Ausdehnung federnd vorgespannten Balg, mit einem Entlüftungsventil, über welches das Balginnere mit der Atmosphäre verbindbar ist, mit einer Betätigungseinrichtung zum Bewegen des Balges entgegen der Federkraft, welche den Ventilkörper des Entlüftungsventiles in Öffnungsrichtung beaufschlagend am Balg angreifen kann; mit einer einstellbaren Drossel, über welche der Innenraum des Balges ständig mit der Atmosphäre in Verbindung steht; und mit einem Stellungsgeber, der anspricht, wenn das freie Ende des Balges unter der Federkraft seine Ruhelage erreicht, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellungsgeber (78 - 90) in einen die Ruhestellung des freien Endes (42) des Balges (52) vorgebenden Anschlagkörper (72) integriert ist,

   welcher in Bewegungsrichtung des Balges (52) verstellbar (100-104)

   am Gehäuse (10) befestigt ist.
2. 2. Verzögerungsrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagkörper (72) als zur Balgachse koaxialer Ring ausgebildet ist.
3. 3. Verzögerungsrelais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Anschlagkörper (72) eine Mehrzahl, vorzugsweise drei, in Umfangsrichtung gleich verteilter axial zum Balg

   (52) vorspringender Anschlagnasen (74) trägt.
4. 4. Verzögerungsrelais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagkörper (72) einen Fühlerkanal (78) aufweist, welcher zur mit der Stirnfläche (42) des Balges (52) zusammenwirkenden Anschlagfläche des Anschlagkörpers hin ausmündet.
5. 5. Verzögerungsrelais nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühlerkanal (78) den Anschlagkörper (72) geradlinig durchsetzt und auf die der Anschlagfläche gegenüberliegende Oberfläche des Anschlagkörpers (72) ein Fühlergehäuse (78) dicht aufgesetzt ist, welches einen zur Austrittsstelle des Fühlerkanales (78) führenden Oberflächenkanal (82) aufweist.
6. 6. Verzögerungsrelais nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in das Fühlergehäuse (80) eine Drossel (90) integriert ist,

   deren einer Anschluß mit dem Oberflächenkanal (82) und einer Signalausgangsöffnung (88) und deren anderer Anschluß mit einer Speiseöffnung (92) kommuniziert.
7. 7. Verzögerungsrelais nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Anschlußstutzen (92) für die Signalausgangsöffnung und die Speiseöffnung unter Spiel axial bewegbar durch öffnungen (94) in einem Gehäusedeckel (12) hindurchgeführt sind.
8. 8. Verzögerungsrelais nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagkörper (72) einen parallel zur Bewegungsrichtung des Balges (52) verlaufenden Befestigungsabschnitt (96) aufweist, der an einer der Seitenwände (98) des Gehäuses (10) geführt ist und an dieser durch eine Klemmeinrichtung (102, 104) verriegelbar ist.
9. 9. Verzögerungsrelais nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtung eine durch einen parallel zur Balgachse verlaufenden Schlitz (100) in der Gehäuse-Seitenwand (98) hindurchgeführte Klemmschraube (102) aufweist.
10. 10. Verzögerungsrelais nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung einen durch eine Feder (110) in die ausgefahrene Stellung vorgespannten, einfach v/irkenden pneumatischen Stellmotor (106) aufweist, der koaxial zum Balg (52) dem in der Balgstirnfläche angeordneten Entlüftungsventil (36, 44) gegenüberliegend angeordnet ist,

    wobei der Arbeitsraum (116) entweder mit Überdruck beaufschlagbar ist, wobei er dann auf der balgseitigen Kolbenseite liegt, öder
    mit Unterdruck beaufschlagbar ist, wobei er dann auf der vom Balg abgelegenen Kolbenseite angeordnet ist.
11. 11. Verzögerungsrelais nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (106¹) als Kolben eine Membran (108') aufweist.