DE4441780A1 - Druckmittelbetätigte Stelleinrichtung - Google Patents
Druckmittelbetätigte StelleinrichtungInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
- F15B15/10—Characterised by the construction of the motor unit the motor being of diaphragm type
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
- F15B15/28—Means for indicating the position, e.g. end of stroke
- F15B15/2807—Position switches, i.e. means for sensing of discrete positions only, e.g. limit switches
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Description
Die Erfindung betrifft eine druckmittelbetätigte Stelleinrichtung
mit einer Druckmittelquelle, einem Stellelement,
welches in einem Gehäuse einen durch Druckbeaufschlagung
einer Arbeitskammer verschiebbaren Stellkolben
hat, und die einen Drucksensor zur Überwachung des die
Druckbeaufschlagung herbeiführenden Systemdrucks und eine
Endlagenerkennung aufweist.
Stelleinrichtungen der vorstehenden Art werden in der
Technik für sehr verschiedene Zwecke eingesetzt und sind
allgemein bekannt. Die Endlagenerkennung ist immer dann
notwendig, wenn aus Sicherheitsgründen das Erreichen einer
Endlage überwacht werden muß oder wenn andere Bewegungsabläufe
einer Einrichtung erst erfolgen dürfen, wenn
eine vorangegangene Stellbewegung vollständig ausgeführt
wurde.
Zur Endlagenerkennung verwendet man üblicherweise elektrische
Endschalter, welche durch das Stellelement bei
Erreichen der Endstellung betätigt werden. Solche Endschalter
bedingen die Verlegung elektrischer Leitungen zu
dem im Bereich des Stellelements angeordneten Endschalter
und verursachen vor allem dann beträchtliche Kosten,
wenn nicht ohnehin im Bereich des Stellelementes elektrische
Einrichtungen vorhanden sind. Oftmals verwendet man
in Verschmutzungen, Feuchtigkeit und Kälte ausgesetzten
Bereichen pneumatische Stelleinrichtungen, weil diese unter
solchen Bedingungen zuverlässiger arbeiten als elektrische
Bauelemente, so daß dann die Anordnung eines
elektrischen Endschalters die Vorteile der Pneumatik mindern
würde.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Stelleinrichtung
der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß
mit möglichst geringem Aufwand eine Endlagenerkennung
auch unter rauhen Bedingungen zuverlässig möglich sind.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
für die Endlagenerkennung die Arbeitskammer des Stellelements
einen Auslaß mit einem ein Schließglied aufweisenden
Fühlerventil hat, daß das Fühlerventil zum Öffnen in
einer festgelegten Stellung des Stellelementes ausgebildet
und angeordnet ist und daß der Drucksensor eine Überwachungseinrichtung
zum Überwachen einer beim Öffnen des
Fühlerventils auftretenden, plötzlichen Druckänderung
aufweist.
Bei einer solchen Stelleinrichtung wird zur Endlagenerkennung
ein ohnehin vorhandener Drucksensor mitbenutzt.
Dieser Drucksensor braucht nicht in unmittelbarer Nähe
des Stellelementes angeordnet zu sein, so daß eine vor
Verschmutzungen und Korrosion geschützte Anordnung möglich
ist. Dank der Erfindung wird ein zusätzlicher Endschalter
für die Endlagenerkennung unnötig, so daß ein
Bauteil eingespart wird und dadurch die Stelleinrichtung
kostengünstiger hergestellt werden kann. Zugleich arbeitet
die Stelleinrichtung zuverlässiger als eine Ausführung
mit einem Endschalter, da zusätzliche elektrische
Verbindungen eingespart werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Druckmittelquelle
eine pneumatische Pumpe ist. Der Auslaß des Stellelementes
kann dann einfach ins Freie führen, so daß bei Erreichen
der Endstellung Überdruck in die Umgebung abgeblasen
oder bei einer Betätigung durch Unterdruck eine Belüftung
der Arbeitskammer stattfinden kann.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn gemäß einer Weiterbildung
der Erfindung die Stelleinrichtung zum Betätigen einer
Türverriegelungsanlage und das Fühlerventil zum Öffnen
bei Erreichen einer Kindersicherungsstellung des
Stellelementes ausgebildet ist. Eine solche Stelleinrichtung
erlaubt mit einfachen Mitteln eine Kontrolle, ob
nach einer Betätigung der Kindersicherungsstellung diese
tatsächlich erreicht wurde.
Der Auslaß mit dem Fühlerventil kann beispielsweise im
Gehäuse des Stellelementes angeordnet und vom Kolben bei
Erreichen der Endstellung betätigbar sein. Eine besonders
einfache Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß
der Auslaß mit dem Fühlerventil im Stellkolben des Stellelementes
vorgesehen ist und das Fühlerventil zumindest
einen zum Gehäuse des Stellelementes hin gerichteten, als
Stößel ausgebildeten Fühler hat.
Um sicherzustellen, daß nach Erreichen der Endstellung
und dem Öffnen des Fühlerventils dieses zwangsläufig wieder
schließt, so daß eine Rückbewegung des Stellkolbens
durch Gegendruckbeaufschlagung möglich wird, kann man gemäß
einer anderen, vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung
vorsehen, daß das Stellelement eine Rückstellfeder
zum Verschieben des Stellkolbens nach Erreichen einer zu
einem Öffnen des Fühlerventils führenden Stellung in eine
ein Schließen des Fühlerventils herbeiführenden Stellung
aufweist.
Wenn das Fühlerventil relativ groß ausgebildet ist, dann
kann die Rückstellfeder durch eine das Schließglied des
Fühlerventils in Schließrichtung vorspannende Ventilfeder
gebildet werden.
Lassen sich mit der Ventilfeder keine ausreichend hohen
Kräfte erzeugen, um den Stellkolben mit den von ihm zu
bewegenden Bauteilen nach Erreichen seiner Endstellung um
einen geringen, ein Schließen des Fühlerventils bewirkenden
Hub zurückzubewegen, dann kann man gemäß einer anderen
Weiterbildung der Erfindung vorsehen, daß die Rückstellfeder
zwischen dem Gehäuse und dem Stellkolben gespannt
ist.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur
weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind drei davon
schematisch in der Zeichnung dargestellt und werden
nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
Fig. 1 einen Schnitt durch eine Stelleinrichtung
nach der Erfindung,
Fig. 2 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform
eines Stellelementes nach der Erfindung,
Fig. 3 einen Schnitt durch eine dritte Ausführungsform
eines Stellelementes nach der Erfindung,
Fig. 4 ein Druckdiagramm der Stelleinrichtung nach
der Erfindung.
Die Fig. 1 zeigt eine Druckmittelquelle 1, bei der es
sich um eine pneumatische Bidruckpumpe handeln kann und
die eine Arbeitskammer 2 eines Stellelementes 3 wahlweise
mit Überdruck oder Unterdruck zu beaufschlagen vermag.
Das Stellelement 3 hat in einem Gehäuse 4 einen Stellkolben
5, welcher mittels einer Kolbenstange 6 beispielsweise
eine nicht gezeigte Kindersicherung einer Türverriegelungsanlage
zu betätigen vermag. Wichtig für die Erfindung
ist ein Auslaß 7, über den die Arbeitskammer 2
mit der sie umgebenden Luft Verbindung erhalten kann. In
diesem Auslaß 7 ist ein Fühlerventil 8 angeordnet, welches
durch eine Ventilfeder 9 in Schließstellung vorgespannt
ist. Die Arbeitskammer 2 hat weiterhin Verbindung
mit einem Drucksensor 10, welcher mit einer Überwachungseinrichtung
11 verbunden ist, die ihrerseits eine Signallampe
12 oder andere Signalisierungsmittel anzusteuern
vermag.
Wenn die Druckmittelquelle 1 die Arbeitskammer 2 mit Unterdruck
beaufschlagt, dann bewegt sich der Stellkolben 5
in Fig. 1 gesehen nach unten. Der Drucksensor 10 registriert
diesen Unterdruck und meldet aufgrund der Überwachungseinrichtung
11 das Vorhandensein des Unterdrucks.
Wenn der Stellkolben 5 bei seinem Abwärtshub das Fühlerventil
8 erreicht, dann drückt er dieses in Offenstellung.
Dadurch strömt plötzlich Luft in die Arbeitskammer
2, wodurch es zu einem plötzlichen Druckanstieg am Drucksensor
10 kommt. Dieser wird von der Überwachungseinrichtung
11 festgestellt und mittels der Signallampe 12 angezeigt.
Dadurch ist feststellbar, daß der Stellkolben 5
seine Endlage erreicht hat. Wenn es sich bei der Druckmittelquelle
1 um eine Pumpe handelt, dann wird diese bei
Erreichen der festgestellten Endstellung abgeschaltet.
Danach schiebt das Fühlerventil 8 durch die Kraft der
Ventilfeder 9 den Stellkolben 5 so weit zurück nach oben,
bis das Fühlerventil 8 wieder schließt und dadurch ein
Rückhub des Stellkolbens 5 durch Überdruckbeaufschlagung
der Arbeitskammer 2 möglich wird. Hierzu muß die Kolbenstange
6 begrenzt verschieblich mit dem zu verstellenden
Bauteil verbunden sein oder das Bauteil selbst einen solchen
geringen Rückhub der Kolbenstange 6 zulassen können.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist das Fühlerventil
8 im Stellkolben 5 angeordnet. Sein Schließglied 13 hat
einen als Stößel ausgebildeten Fühler 14, der nach unten
hin aus dem Stellkolben 5 herausragt. Die Ventilfeder 9
spannt das Schließglied 13 wiederum in Schließstellung
vor. Die Arbeitskammer 2 ist bei dieser Ausführungsform
oberhalb des Stellkolbens 5 vorgesehen und zum Beaufschlagen
mit Überdruck ausgebildet. Unterhalb des Stellkolbens
5 ist eine Rückstellfeder 15 in einem Raum 16 angeordnet,
der über eine Öffnung 17 Verbindung zur Atmosphäre
hat.
Wird bei der Ausführungsform nach Fig. 2 die Arbeitskammer
2 mit Überdruck beaufschlagt, dann bewegt sich der
Stellkolben 5 so lange nach unten, bis der Fühler 14 gegen
die untere Stirnfläche des Gehäuses 4 trifft und das
Fühlerventil 8 öffnet. Dann strömt die Druckluft aus der
Arbeitskammer 2 durch den Auslaß 7, den Raum 16 und die
Öffnung 17 zur Atmosphäre, so daß der Drucksensor 10 wiederum
eine plötzliche Druckänderung messen kann, was auf
das Erreichen der Endlage hinweist. Die Rückstellfeder 15
schiebt nach Erreichen der Endlage den Stellkolben 5 geringfügig
nach oben, so daß das Fühlerventil 8 wieder
schließen kann.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 hat das Stellelement
3, welches für eine Türverriegelungsanlage vorgesehen
ist, einen Stellkolben 5, der über eine Rollmembran 18
mit dem Gehäuse 4 verbunden ist. In diesem Stellkolben 5
ist wiederum ein Fühlerventil 8 angeordnet, welches hier
jedoch als Schließglied 13 eine ringförmige Ventilplatte
hat, die von einem Ventilsitz 19 abhebt, wenn die Fühler
14, 14a gegen die untere Stirnfläche des Gehäuses 4 gelangen.
Das Diagramm gemäß Fig. 4 zeigt den Unterdruckverlauf
über die Zeit im Drucksystem und damit auch in der Arbeitskammer
2. Dieser nimmt zunächst nach dem Anlaufen
der als Druckmittelquelle 1 dienenden Pumpe gleichmäßig
zu, fällt jedoch nach Erreichen der Zeit t₁ plötzlich ab,
da die Endstellung erreicht wurde und das Fühlerventil 8
öffnete.
Wenn man sicherstellen will, daß ein signalisierter
Druckabfall tatsächlich durch das Erreichen der Endstellung
und nicht etwa durch eine defekte oder von ihrem Anschluß
abgerutschte Druckmittelleitung verursacht ist,
dann kann man nach einem plötzlichen Druckabfall eine
kurzfristige Druckbeaufschlagung vornehmen. Ändert sich
dann der Druck im System, muß dieses dicht und der vorangegangene
Druckabfall tatsächlich auf das Öffnen des Fühlerventils
zurückzuführen sein.
Claims (7)
1. Druckmittelbetätigte Stelleinrichtung mit einer Druckmittelquelle,
einem Stellelement, welches in einem Gehäuse
einen durch Druckbeaufschlagung einer Arbeitskammer
verschiebbaren Stellkolben hat, und die einen Drucksensor
zur Überwachung des die Druckbeaufschlagung herbeiführenden
Systemdrucks und eine Endlagenerkennung aufweist, dadurch
gekennzeichnet, daß für die Endlagenerkennung die
Arbeitskammer (2) des Stellelements (3) einen Auslaß (7)
mit einem ein Schließglied (13) aufweisenden Fühlerventil
(8) hat, daß das Fühlerventil (8) zum Öffnen in einer
festgelegten Stellung des Stellelementes (3) ausgebildet
und angeordnet ist und daß der Drucksensor (10) eine
Überwachungseinrichtung (11) zum Überwachen einer beim
Öffnen des Fühlerventils (8) auftretenden, plötzlichen
Druckänderung aufweist.
2. Stelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckmittelquelle (1) eine pneumatische
Pumpe ist.
3. Stelleinrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß sie zum Betätigen einer Türverriegelungsanlage
und das Fühlerventil (8) zum Öffnen bei Erreichen
einer Kindersicherungsstellung des Stellelementes
(3) ausgebildet ist.
4. Stelleinrichtung nach zumindest einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (7)
mit dem Fühlerventil (8) im Stellkolben (5) des Stellelementes
(3) vorgesehen ist und das Fühlerventil (8) zumindest
einen zum Gehäuse (4) des Stellelementes (3) hin gerichteten,
als Stößel ausgebildeten Fühler (14) hat.
5. Stelleinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement
(3) eine Rückstellfeder (15) zum Verschieben des
Stellkolbens (5) nach Erreichen einer zu einem Öffnen des
Fühlerventils (8) führenden Stellung in eine ein Schließen
des Fühlerventils (8) herbeiführenden Stellung aufweist.
6. Stelleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rückstellfeder durch eine das Schließglied
(13) des Fühlerventils (8) in Schließrichtung vorspannende
Ventilfeder (9) gebildet ist.
7. Stelleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rückstellfeder (15) zwischen dem Gehäuse (4)
und dem Stellkolben (5) gespannt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944441780 DE4441780A1 (de) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | Druckmittelbetätigte Stelleinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944441780 DE4441780A1 (de) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | Druckmittelbetätigte Stelleinrichtung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4441780A1 true DE4441780A1 (de) | 1996-05-30 |
Family
ID=6534003
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19944441780 Withdrawn DE4441780A1 (de) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | Druckmittelbetätigte Stelleinrichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4441780A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19855286A1 (de) * | 1998-11-24 | 2000-05-31 | Mannesmann Ag | Pneumatischer Druckmittelzylinder |
-
1994
- 1994-11-25 DE DE19944441780 patent/DE4441780A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19855286A1 (de) * | 1998-11-24 | 2000-05-31 | Mannesmann Ag | Pneumatischer Druckmittelzylinder |
DE19855286B4 (de) * | 1998-11-24 | 2004-03-25 | Rexroth Mecman Gmbh | Pneumatischer Druckmittelzylinder |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: MANNESMANN VDO AG, 60326 FRANKFURT, DE |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |