DE1673591C - Druckabhangiger elektrischer Schalter - Google Patents

Description

Patentansprüche:

1. Druckabhängiger elektrischer Schalter, mit einer von einer Druckluftquelle gespeisten Meßleitung, in welcher ein vom gemessenen Wert abhängiger Durchfluß bzw. Druck auftritt, welcher auf einen beweglichen Kolben wirkt, der elektrische Schaltmittel berührungslos steuert, derart, daß ein der Kolbenstellung entsprechender Zu- δο stand eines elektrischen Meßkreises auftritt, dadurch gekennzeichnet, daß in einer von der Druckluftquelle (4) gespeisten Vergleichsleitung (14) Mittel (8; 15,42 bis 44) zur Erzeugung eines Vergleichsdrucks vorgesehen sind und daß der vom gemessenen Wert abhängige Druck und der Vergleichsdruck auf entgegengesetzten Seiten des Kolbens (19, 20) zugeleitet werden, der frei beweglich in einem Zylinderfaurn (9) angeordnet ist und ausschließlich der berührungslosen Steuerung der elektrischen Schalfmittel (28) dient.

2. Schalter nach Anspruch Ij dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (l9j 20) mindestens in einer seiner F.ndlagen an einer AnschlagfHche (22) liegt, welche die wirksame Kolbenfläche für das zugeführte Druckmittel teilweise bedeckt.

3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagfläche (22) leichte Un ebenheiten. z. B. einzelne leicht erhöhte Stellen aufweist.

4. Schalter nach Anspruch 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagfläche (22) an einem Teil, z. B. einem Abschlußstopfen (21) des Zylinderrau.-r.es, aus dichtendem Material, λ Β. Weichkunststoff, gebildet ist.

5. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (19. 20) einen Permanentmagneten (20) trägt oder als sol eher ausgebildet ist, der zur berührungslosen Steuerung eines magnetfeldabhängigen elektroni sehen Elementes dient.

6. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß am Kolben eine Strahlungsquelle, z.B. radioaktives oder fluoreszierendes Material angebracht ist und daß ein strahlungsanhängiges elektronisches Schaltelement vorgesehen ist.

7. Schalter nach einem der Ansprüche I bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben als Steuerorgan zur Steuerung einer der Steuerung der Schaltmittel dienenden Energie z. B. eines magnetisches Flusses, einer Strahlung od. dgl. ausgebildet ist.

8. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (19') als beweglicher Kern eines Differentialtransformators ausgebildet ist

9. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Kolbens (19, 20) dessen Durchmesser übertrifft.

10. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Schalterkonti'ite (27) an einer dünnwandigen Stelle eines Zylinderblockes (1) wegnehmbar angeordnet sind.

11. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zylinderblock (1) mit einem Druckmitteleinlaß (3) versehen ist, der mit beidseitig des Kolbens (19,20) liegenden Zylinderräumen über Durchflußwiderstände (8) verbunden ist, wobei der eine Zylinderraum über ein Regulierventil (15,16) und der andere Zylinderraum über eine Meßdüse (13) mit dem Außenraum in Verbindung steht.

12. Schalter nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderblock (1) eins ebene Montagefläche (2) auf-

_. weist, an welcher der Druckmitteleinlaß (3) liegt, Tund daß das Regulierventil (15,16), der Anschluß für die Meßdüse (13) und die Schalter-

'. anschlüsse (25,26) auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet sind.

13. Schalter nach einem der Ansprüche 1 ■bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben

(19, 20, 190 einen Steuerteil (30) aufweist, der einen Auslaß (32, 320 vom einen Zylinderraum

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I Die vorliegende Erfindung betrifft einen druck- - Fig.5 und 6 geigen je einen Teilschnitt durch ibhüngigen elektrischen Schalter ZHT Verwendung in eine der AvisfiJhrHngsvarmriten; _>

|iner pneumatischen Meßvorrichtung, mit einer von Fig.? zeigt einen Schnitt durch die dritte Aus·* |jner Druckluftquelle gespeisten Meßleitung, in wel- führungsvarifinte, und

eher ein vom gemessenen Wert abhängiger Durch- 5 Fig,8 zeigt einen Schnitt nach LinieVTII-VIII fluß bzw. Druck auftritt, welcher auf einen beweg- in F i g. 7,

jjchen Kolben wirkt, der elektrische Spaltmittel be- Der in Fig, I bib 4 dargestellte Schalter weist führungslos steuert, derart, daß ein der Kolbenstel- einen Zylinderblock 1 von L-förmigem Querschnitt Jung entsprechender Zustand eines elektrischen Meß- (F ί g, 3 und 4) auf. An einer ebenen Grundfläche 2 |reises auftritt. Bekannte Schalter dieser Art weisen ία des Blockes 1 ist ein Drucklufteinlaß 3 vorgesehen, einen einseitig beaufschlagten Kolben auf, der durch' der gemäß Fig. 1 mit einer Zufuhrleitung4 in einer Federkraft oder Schwerkraft zurückgestellt wird Montageplatte 5 in Verbindung steht. Auf der |USA,-Patentschriften 2 791 657 und 3 057 977). Den Platte 5 können mehrere Blöcke oder Einheiten 1 i/orteilen der berührungslosen und somit weitgehend nebeneinander angeordnet werden,_ deren Einlasse 3 ileistungslosen Steuerung der Schaltmittel ■stehen hier- is^alle mit der Leitung 4 verbunden sein können,
|ei eine verhältnismäßig große Trägheit, begrenzte Der Einlaß 3 mündet in einen Kanal 6, der an bei-JZmpfindüchkeit sowie das Auftreten unbestimmter den Enden mittels Stopfen 7 abgeschlossen ist. Beid-JBetätigung von Schaltkoaukten bei bestimmten seitig des Einlasses 3 sind in den KanJ 7 Schikanen pruckverhältnissen bzw. bestimmten Stellungen des oder Durchflußwiderstände 8 eingesetzt. Die außer-JColbens gegenüber. Diese bekannten Schalter können 20 halb der Schikanen 8 liegenden Räume des Kanals 6 nicht in Differential- oder Brückenmeßsystemen ver- stehen über Einfräsungen in Verbindung mit je spendet werden. einem Ende eines Zylinderraumes 9 und mit einem

! Demgegenüber ist nun der erfindungsgemäße Anschlußkanal 10 und einem Anschlußstutzen Ii druckabhängige elektrische Schalter dadurch gekenn- für eine Meßleitung 12 mit Meßdüse 13 bzw. mit zeichnet, daß in einer von der Druckluftquelle ge- 25 einem ein Regulierventil enthaltenden Kanal 14. Das jspeisten Vergleichsleitung Mittel zur Erzeugung eines Regulierventil weist eine als Schraube ausgebildete iVergleichsdrucks vorgesehen sind und daß der vom Reguliernadel 15 auf, die gegenüber dem Ventilsitz gemessenen Wert abhängige Druck und der Ver- 16 einstellbar ist und die mit einer mit Außennuten gleichsdruck auf entgegengesetzten Seiten des KoI- 17 versehenen Gewindehülse 18 verschraubt ist.
bens zugeleitet werden, der frei beweglich in einem 30 Im Zylinderraum 9 ist ein Kolben frei verschiebbar Zylinderraum angeordnet ist und ausschließl ch der angeordnet, der aus einem eigentlichen Kolbenkörper berührungslosen Steuerung der elektrischen Schalt- 19 aus nichtmagnetisierbarem Material und einem miUel dient. Durch die beidseitige Beaufschlagung zylindrischen Permanentmagneten 20 besteht. Der 'des Kolbens wird höchste Ansprechgeschwindigkeit, Permanentmagnet 20 ist axidl magnetisiert, wie in Einfachheit und Zuverlässigkeit, hohe Empfindlich- 35 F i g. 1 angedeutet. Der Zylinderraum 9 ist beidseitig keit und eindeutige Ansprache und Umschaltung von mittels Stopfen 21 aus dichtendem Material. z.B. Kontakten bei genügender Druckdifferenz am Kolben Weichkunststoff, abgeschlossen. Die beiden Stopfen erreicht. Der Schalter kann wahlweise in einem 21 weisen eine erhöhte Anschlagfläche 22 auf. deren System mit einer Meßdüse oder einem Brücken- Durchmesser etwa dem Durchmesser der Fläche an system mit zwei Meßdüsen verwendet werden, wobei 40 den etwas verjüngten freien Enden des Kolbens entim Falle einer Meßdüse der Druck auf einer Seite spricht. Um ein unerwünscht starkes Haften des KoI-des Kolbens durch die Meßdüse bestimmt ist, wäh- bens an den Anschlagflächcn 22 zu vermeiden, werrend auf der anderen Seite ein konstanter Referenz- den diese Flächen leicht uneben oder rauh, vorzugsdruck herrscht. weise mit einzelnen leicht erhöhten Stellen ausgebil-

Es sind zwar bereits pneumatische Betätigvngs- 45 det. Die Höhe dieser Unebenheiten soll jedoch <krnrgane oder Servosteuerungen mit doppeltwirkendem art gering sein, daß der Gasaustausch zwischen juf-Kolben und mit Stellungsrückmeldung vorgeschlagen einanderliegenden Stirnflächen des Kolbens und Anworuen (deutsche Patentschrift 854 278. britische schlagfläch:n 22 behindert ist.

Patentschrift 1 103 118). Diese Vorrichtungen dienen Über dem Zylinderraum ist in die Ausnehmung

jedoch zum Antrieb bestimmter Organe, so daß die 5° des Blockes 1 ein Halter 23 aus Isoliermaterial einKolben nicht frei beweglich sind Der Umstand allein, gesetzt und mittels Schrauben 24 mit dem Block 1 daß doppeltwirkende Antriebskolben allgemein he- verschraubt. Der Halter 23 ist mit zwei Anschlußknnnt sind, hat nicht die Vorteile der Verwendung fahnen 25 besetzt, die l.jittels Schrauben 26 mit dem eines frei beweglichen, beidseitig beaufschlagten KoI- Halter 23 versi hraubt sind. Die Schrauben 26 die-'bcns in einem druckabhängigen elektrischen Schulter 55 η«·η zugleich /um Anschließen von I eitern. Die pt- ^■ahegelcgt. spreizten Enden der Anscblußfahnen 25 nehmen zv

I- Im folgenden ist die Erfindung art Hand;der Zeich* sehen sich die Anschlüsse eines Schaltrdhres 27 m< •Hung naher erläutert, in welcher ein Ausführüngs- ferromägttetisehert Körttakien 28 auf.
-bcispiel und drei AusfÜhrungsvarianicrt dargestellt Die Arbeitsweise des Schalters nach F i g. 1 bis 4

•ind, So ist wie folgt: Bei der dargestellten Ruhelage der Teile

>', F ί g. 1 zeigt das Ausfuhrungsbeispiel des Schälters befindet sich der Kolben 19,2Ö in seiner linken Endim Schnitt nach Linie W in F t g, 2; lage, und die Düse 13 steht noch in ziemlichem Ab'

·; Fig, 2 zeigt eine Draufsicht auf den Schal« stand von einem zu prüfenden Gegenstartd29, so }; ter; daß in dem mit der Meßdüsc in Verbindung stehen-

f, F ί g. 3 zeigt einen Schnitt nach Linie IIMIt in 65 den Raum links des Kolbens Im Zylinder 9 praktisch ?Pig, 2; kein Druck hetrscht. jedenfalls wird angenommen,

;,' F i g. 4 «c'igt einen Schnitt nach Linie IV*1V in dieser Druck sei niedriger als der mittels des Ventils • ■ - · IS₁ ic \_m Räume rechts des Kolbens eingestellte

a H % R Q

den

Rar Kolben wird daher in der dargestellten * ^B » gehalten, Für diese Stellung liegen die bei- 13 v nt 28 des Schalters 27 zu weit entfernt 20, um geschlossen ^ wer- ^ntlich gering.
die Anwendungsmog ich-Messungen ***™*>

MU bannender Verschiebung wird die gesamte Ko benfläche, die bisher teilweise von der AnschlagflShe22 bedeckt war und auf welcher somit der Druckanstieg nicht voll zur Wirkung kam, freigelegt, so™ aß der Kolben endgültig nach rechts beschleunigt «s wird bff«r an die rechte Anschlagfläche 22 anstößt

^des er

zwei verschiedenen Werten erlaubt. Bei dieser im pig.l entsprechenden n 19 eine Stange 30 die in Abschlußpfropfens 21' ein-

,.'. Richtung und Stärke des M«gnet eides im Be- « ;,; he der Kontakt= 28 derart, daß d,_ese Kontakte jedoch das linke Ende der An- ^ wtrd der Gosju,-

M«0v„rrieh,_Un₈ wird oei_fp_f-

Obreren Düsen 13 dem Werkstück auf eine be-S mmte Distanz von einer Referenzkote des Werk-5 angenähert wird. Ist die vor einer Düse he-Fläh auf die richtige Kote bearbeitet so

^ _nach einer weiteren Druckerg

ff $^ K_Olbens geh, derselbe in seine rechte Endlink des Körnen^ ^ _{2g wied r} g_eoffnet

ellung ^f _d«;_kehrten Bewegung^ des K ο bens er-

Α SÄ

f ja

^n d h . es kann normalerweise eine Umschaltung verwenden^era ^ ^_{n Kolbcns}

erfoleen und das Ausbleiben einer Umschaltung zeigt nehmendem« ^ _{di Bknde 31 eind}nngt, wo-

den Ausschuß an. Außerdem kann der Magnet bzw^ Stong 30 «n^tjrter _Anfräsung ^, _ge.

fei Scnalter natürlich anders angeordnet sein so daß mrt■ *« A^TSef Druck auf der rechter,Kolbenbei der dargestellten Ruhelage des Kolbens du: Kon- 45 nng ^rü _{Der Ko]ben ntmmt} daher den

_takt(: geschlossen und für die andere Endlage des g^_{rhäUnissen links} desselben ^^fj^

TsSSErA, mit sehr geringer Trägheit mit entsprechend hohen Schallfolgen und außer- _{χ ß durch dcn in F}ig

inen

Kolbenhub von 8mm aufweist .,ndI Kolben,

Claims (1)

1. ■in-

   *8)

   lin iin ..·■ φε ml· Für ckt ι ge κ ψ- ^j'tt ^!|- 'ircji (22 an 2! les Ii. B

   1 673

   köntifiuieflicih Zwecks Analoganzeigc öder disköntinuieriidh zwecks Digifalanieige regelt,

   14; Schalter nach Anspruch 13, dadurch gekennzelchneti daß der Kolben (i9_s 20; 19) eine dufc'j eine Blende (31) des einen Zylinder* abstlrlusses (21') durchragende Stange (30) mit variablem Querschnitt trägt.

   15, Schalter nach Anspruch l, tr it zwei MeB-aüsgängen, die mit gegenüberliegenden Seiten des druckempfindlichen Organs in Verbindung stellen, dadurch gekennzeichnet, daß beide Meßausga'nge

   (ίο, 14) regelbare Gasauslass (42 bis 45) aufweisen, die zu den angeschlossenen Meßdüsen parallel liegen.

   16. Schalter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Meßaüsgang einen Alischlußstutzen (40, 41) für eine Meßleitüng aufweist, welcher an einem zylindrischen Teil eitle Radialbohrung (42) aufweist, die in eine sich in Urnfangsfichtüng verjüngende Ringnut (43) mühdetj Und daß auf dem zylindrischen Teil ein geschlitzter Ring (45) drehbar angeordnet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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   raum If 509615/2

   I 673

   zu verwenden. Es kann auch ein magnetfeldabhängiger Widerstand verwendet werden.

   Der Kolben kann z. B. auch aus ferfömagnetischem Material bestehen und je nach seiner Lage einen quef zur Kolbenbewegüng Verlaufenden magnetischen S Kreis schließen bzw. unterbrechen; Desgleichen kann der Kolben einen Lichtstrahl steuern, der für die eine Kolbenstellung eine Phntozelle beleuchtet und in der anderen Kolbenstellung unterbrochen ist.

   Der Schulter ist praktisch lageunabhängig, d. h., er kann nach Belieben mit senkrechtem oder horizontalem Zylinder verwendet werden, wobei lediglich eine gewisse Verschiebung der für die Umschaltung erforderlichen Druckdifferenz eintritt. Diese Verschiebung kann jedoch mittels des Ventils 15, 16 jederzeit kompensiert werden.

   Bei der Ausführung nach Fig. 7 und 8, deren Block 1 demjenigen nach F i g. 1 bis 4 entspricht, ist an Stelle eines Regulierventils auch im Kanal 14 ein Anschlußstutzen für eine Meßleitung eingesetzt. Die beiden Anschlußstutzen 40 und 41 sind mit je einer Radialbohrung 42 versehen, die an der tiefsten Stelle einer sich allmählich verjüngenden Ringnut 43 mündet. Auf die zylindrischen Außenflächen der Anschlußstutzen 40 und 41 sind mit Radialschlitzen 44 versehene Regulierringe 45 satt anliegend, aber von Hand drehbar aufgesetzt.

   Durch Einstellen der Ringe 45 in eine bestimmte Drehlage kann der Gasaustritt aus den Stutzen 40 und 41 durch die Bohrung 42 und die Nut 43 reguliert werden. Diese Regulierung dient zur Einstellung eines bestimmten Ausgangszustandes beim Anschließen von Meßdüsen an beide Stutzen, insbesondere bei sogenannten Differentialmessungen, wo die beiden Düsen durch Bewegungen des zu prüfenden Gegenstandes differentiell oder im Gegentakt beeinflußt werden. Als Beispiel sei lediglich die Prüfung der Exzentrizität oder des Rundlaufs einer Welle erwähnt, welcher an diametral gegenüberliegenden Stellen Meßdüsen vorgelagert werden. Mit einer solchen Meßanordnung sind höchste Empfindlichkeiten und bis zu 50 Umschaltungen pro Sekunde möglich.

   Es sind auch andere Ausbildungen des Halters möglich. Wird z. B. die Vorrichtung mit Netzspannung betrieben, sind freiliegende Anschlüsse der in F i g. 1 bis 4 dargestellten Art nicht zulässig. In diesem Falle kann das Schaltrohr 27 oder gegebenenfalls mehrere solche mit Anschlußkabeln verlötet und in einen Träger aus Isoliermaterial vergossen angeordnet sein.